- 2021-12-27 17:27:34 来源:仪器网整合 浏览量:1171次
- 【导读】扫描隧道显微镜作为一种扫描探针显微术工具,扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子,它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。
-
科技水平的不断进步,尤其是在电子行业这一朝阳产业,纳米技术得到了很大的发展,纳米技术已成功用于许多领域,包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。
技术的革新和经济的发展越来越依赖新材料的进步。从新材料的最初发现到最终工业化应用一般需要10~20年的时间。例如,作为目前移动电子设备所用的Li电池,从上世纪70年代中期实验室原型到90年代晚期应用,前后花了近20年时间,直到目前才初步应用到电动汽车上,很明显,新材料产品的设计严重滞后于新材料的研发速度。
当前,面对竞争激励的制造业和快速的经济发展,材料科学家和工程师必须缩短新材料从发现到应用的研发周期。然而,当前的新材料研发主要依据研究者的科学直觉和大量重复的“尝试法”实验。其实,有些实验是可以借助现有高效、准确的计算工具,然而,这种计算模拟的准确性依然很弱。制约材料研发周期的另一因素是从发现、发展、性能优化、系统设计与集成、产品论证及推广过程中涉及的研究团队间彼此独立,缺少合作和相互数据的共享以及材料设计的技术有待大幅度提升。
扫描隧道显微镜(STM),及一系列扫描探针显微镜(SPM) :原子力显微镜(AFM)、扫描近场光学显微镜(SNOM) 等,掀起一场纳米技术革命,广泛应用于材料表面纳米尺度局域电子态、形貌以及分子振动等丰富物性的研究。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧研究团队研制并搭建了一台多探针STM分时复用切换系统,完成单个STM控制系统依次操纵多个探针在纳米尺度下的成像与定位,以及维持探针位置后的局域电输运测量。有望在材料基因组研究高通量表征领域有广泛的应用。
扫描隧道显微镜,缩写为STM。它作为一种扫描探针显微术工具,扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子,它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。
STM使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质,在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景,被国际科学界公认为20世纪80年代世界十大科技成就之一。隧道针尖的结构是扫描隧道显微技术要解决的主要问题之一。针尖的大小、形状和化学同一性不仅影响着扫描隧道显微镜图像的分辨率和图像的形状,而且也影响着测定的电子态。
扫描隧道显微镜是一个纳米级的随动系统,因此,电子学控制系统也是一个重要的部分。扫描隧道显微镜要用计算机控制步进电机的驱动,使探针逼近样品,进入隧道区,而后要不断采集隧道电流,在恒电流模式中还要将隧道电流与设定值相比较,再通过反馈系统控制探针的进与退,从而保持隧道电流的稳定。所有这些功能,都是通过电子学控制系统来实现的。
在扫描隧道显微镜的软件控制系统中,计算机软件所起的作用主要分为“在线扫描控制”和“离线数据分析”两部分。
原子力显微镜(简称AFM),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。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定,另一端的微小针尖接近样品,这时它将与其相互作用,作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时,利用传感器检测这些变化,就可获得作用力分布信息,从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。
它主要由带针尖的微悬臂、微悬臂运动检测装置、监控其运动的反馈回路、使样品进行扫描的压电陶瓷扫描器件、计算机控制的图像采集、显示及处理系统组成。微悬臂运动可用如隧道电流检测等电学方法或光束偏转法、干涉法等光学方法检测,当针尖与样品充分接近相互之间存在短程相互斥力时,检测该斥力可获得表面原子级分辨图像,一般情况下分辨率也在纳米级水平。AFM测量对样品无特殊要求,可测量固体表面、吸附体系等。
传统光学显微镜(即远场光学显微镜)是显微镜家族中年代最久远的成员,它曾是观测微小结构的唯 一手段。传统光学显微镜由光学透镜组成,利用折射率变化和透镜的曲率变化,将被观察的物体放大,来获得其细节信息。然而,光的衍射极限限制了光学显微镜分辨力的进一步提高。由瑞利分辨力极限可知,光学显微镜的放大倍数是不能任意增大的。瑞利判据建立在传播波的假设下,如果能够探测携带物体细节信息的倏逝波,就能规避瑞利判据,突破衍射极限的限制。
新型的近场光学显微镜的出现,使人们的视野拓宽到波长的十分之一以下,即纳米尺度。在近场光学显微镜中,采用孔径远小于光波长的探针代替光学镜头。当把这样的亚波长探针放置在距离物体表面一个波长以内,即近场区域时,通过探测束缚在物体表面的非辐射场,可以探测到丰富的亚微米光学信息。
新闻来源:中国科学院物理研究所
仪器网-专业分析仪器服务平台,实验室仪器设备交易网,仪器行业专业网络宣传媒体。
相关热词:
金相分析仪,油品分析仪,针焰试验仪,液位传感器,土壤测试仪,高效液相色谱仪价格,霉菌试验箱,跌落试验台,离子色谱仪价格,噪声计,集菌仪,接地电阻测试仪型号,柱温箱,旋涡混合仪,电热套,场强仪万能材料试验机价格,洗瓶机,匀浆机,耐候试验箱,熔融指数仪,透射电子显微镜。
- 标签:多探针STM , 材料基因组
- 收藏(0) 赞(0) 踩(0)
- 随时了解更多仪器资讯,求购、招标、中标信息实时更新,厂商招商信息随时看。大量、齐全、专业的仪器信息尽在仪器网(yiqi.com)。扫一扫关注仪器网官方微信,随时随地查看仪器用户采购、招标需求!
-
为你精选
-
中国成功掌握嵌套式霍尔电推进技术 对仪器行业技术革新有什么推进作用?
掌握嵌套式霍尔电推进技术将增强仪器仪表行业的自主创新能力。 自主创新是提高仪器仪表行业竞争力的关键。 掌握嵌套式霍尔电推进技术将为仪器仪表行业自主创新提供机遇。
2024-02-10 17:23:26 技术突破
-
国产商业场发射透射电子显微镜打破进口依赖 国产仪器去进口化要做到哪些关键点?
国内头一款商用场发射透射电子显微镜TH-F120在广州黄埔区正式发布。 透射电镜由生物岛实验室研制,具有自主知识产权。 这将打破我国透射电子显微镜100%进口的依赖。
2024-02-07 17:17:42 科学创新
-
部分封装厂商开启涨价潮 芯片封装价值回归仪器行业有哪些机遇?
国内一家芯片公司销售代理商表示,由于上游封装厂商涨价,公司将从2月1日起将产品价格上调10%-20%。财联社记者致电华天科技证券部询问封装是否价格将会上涨。
2024-02-06 11:09:20 科技动态
-
华为与江淮汽车达成合作生产豪华汽车 智能制造对仪器行业升级有哪些正面作用?
智能制造可以提高仪器仪表行业的生产效率和质量。 传统仪器的生产过程中,往往存在人为操作的不确定性和繁琐的流程。 通过引入智能制造技术,可以实现生产过程自动化、智能化,减少人为干预,提高生产效率和产品质
2024-02-06 11:02:57 科学创新
-
AI崛起美国UPS物流开启大裁员 仪器行业如何用AI解放人力?
美国联合包裹公司(UPS)在周二发布财报后宣布裁员1.2万人,这一消息让打工人们倍感“扎心”。公司表示,用工成本上涨和物流需求下降导致2023年财报和2024年指引不及预期。
2024-02-05 11:28:17 技术突破
-
中国成功掌握嵌套式霍尔电推进技术 对仪器行业技术革新有什么推进作用?
掌握嵌套式霍尔电推进技术将增强仪器仪表行业的自主创新能力。 自主创新是提高仪器仪表行业竞争力的关键。 掌握嵌套式霍尔电推进技术将为仪器仪表行业自主创新提供机遇。
多探针STM分时复用切换系统有望为材料基因组研究提供新思路
①本文由仪器网入驻的作者或注册的会员撰写并发布,观点仅代表作者本人,不代表仪器网立场。若内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们立即通知作者,并马上删除。
②凡本网注明"来源:仪器网"的所有作品,版权均属于仪器网,转载时须经本网同意,并请注明仪器网(www.yiqi.com)。
③本网转载并注明来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
④若本站内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们马上修改或删除。邮箱:hezou_yiqi
- ACCSI2024,上海仪电科学仪器蝉联科学仪器行业多项奖项
- 【飞纳三点半】第 91 期直播通知:VSParticle 干法打印技术在电解水制氢催化剂中的应用
- 【内含福利】小鼠造模不用慌,MP饲料来帮忙!
- 新品上市 | 风传花信,SPINeasy血液核酸提取试剂盒已上市!
- 锂电行业 | 快速水份测定仪在锂电生产企业中的应用
- 新质检测和分析方案助力锂电新质生产力
- 天美公司-仪器信息网深度合作参与第十七届中国科学仪器发展年会ACCSI2024并斩获多项大奖
- 聚焦血管健康:深度探索与前沿对话——“血管稳态与疾病研究前沿会议”回顾
- 热点应用丨“小”花粉“大”奥秘—RMS1000带你解密花粉热(上)
- 农业新质生产力从生物育种开始
- 机械接触式测厚仪:一款精准测量厚度的神奇工具
- 电能质量监测装置在某单晶硅棒光伏产业基地的应用
- Q-6紫外分光光度计 | 环境监测的利器,助力绿色发展