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原子力显微镜的用途和工作环境说明

发布时间:2023-03-20      点击次数:200
原子力显微镜AFM是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。利用微悬臂感受和放大悬臂上尖细探针与受测样品原子之间的作用力,从而达到检测的目的,具有原子级的分辨率。
 
主要用途:
 
材料表面形貌的观察和分析;
对生物细胞的表面形态观察;
生物大分子的结构及其他性质的观测研究;
生物分子间力谱曲线的观测。
 
原子力显微镜受工作环境限制较少,它可以在超高真空、气相、液相和电化学的环境下操作。
 
(1)真空环境:最早的扫描隧道显微镜(STA)研究是在超高真空下进行操作的。后来,随着AFM的出现,人们开始使用真空AFM研究固体表面。真空AFM避免了大气中杂质和水膜的干扰,但其操作较复杂。
 
(2)气相环境:在气相环境中,AFM操作比较容易,它是广泛采用的一种工作环境。因AFM操作不受样品导电性的限制,它可在空气中研究任何固体表面,气相环境中AFM多受样品表面水膜干扰。
 
(3)液相环境:在液相环境中。AFM是把探针和样品放在液池中工作,它可以在液相中研究样品的形貌。液相中AFM消除了针尖和样品之间的毛细现象,因此减少了针尖对样品的总作用力,液相AFM的应用十分广阔,它包括生物体系、腐蚀或任一液固界面的研究。
 
(4)电化学环境:正如超高真空系统一样,电化学系统为AFM提供了另一种控制环境,电化学AFM是在原有AFM基础上添加了电解双恒电位仪和相应的应用软件,电化学AFM可以现场研究电极的性质,包括化学和电化学过程诱导的吸附、腐蚀以及有机和物分子在电极表面的沉积和形态变化等。

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