- 2025-01-10 17:04:05纳米探针系统
- 纳米探针系统是一种用于纳米尺度分析和操作的精密仪器。它利用纳米级探针进行高精度测量和操控，能够实现对纳米材料的结构、性能及相互作用的深入研究。该系统广泛应用于材料科学、生物医学、纳米技术等领域，为纳米材料的研发和应用提供了有力支持。纳米探针系统以其高精度、高分辨率和高灵敏度等特点，成为纳米科学研究的重要工具。
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纳米探针系统问答
- 2022-07-14 15:06:51浅谈扫描俄歇纳米探针
- 简介 扫描俄歇纳米探针，又称俄歇电子能谱（Auger Electron Spectroscopy，简称AES）是一种表面科学和材料科学的分析技术。根据分析俄歇电子的基本特性得到材料表面元素成分（部分化学态）定性或定量信息。可以对纳米级形貌进行观察和成分表征。近年来，随着超高真空和能谱检测技术的发展，扫描俄歇纳米探针作为一种极为有效的表面分析工具，为探索和研究表面现象的理论和工艺问题，做出了巨大贡献，日益受到科研工作者的普遍重视。俄歇电子能谱常常应用在包括半导体芯片成分表征等方向发展历史 近年来，固体表面分析方法获得了迅速的发展，它是目前分析化学领域中最活跃的分支之一。它的发展与催化研究、材料科学和微型电子器件研制等有关领域内迫切需要了解各种固体表面现象密切相关。各种表面分析方法的建立又为这些领域的研究创造了很有利的条件。在表面组分分析方法中，除化学分析用光电子能谱以外，俄歇电子能谱是最重要的一种。目前它已广泛地应用于化学、物理、半导体、电子、冶金等有关研究领域中。 俄歇现象于1925年由P.Auger发现。28 年以后，J.J.Lander从二次电子能量分布曲线中第一次辨认出俄歇电子谱线， 但是由于俄歇电子谱线强度低，它常常被淹没在非弹性散射电子的背景中，所以检测它比较困难。 1968年，L.A.Harris 提出了一种“相敏检测”方法，大大改善了信噪比，使俄歇信号的检测成为可能。以后随着能量分析器的完善,使俄歇谱仪达到了可以实用的阶段。 1969年圆筒形电子能量分析器应用于AES, 进一步提高了分析的速度和灵敏度。 1970年通过扫描细聚焦电子束,实现了表面组分的两维分布的分析(所得图像称俄歇图)，出现了扫描俄歇微探针仪器。 1972年，R.W.Palmberg利用离子溅射，将表面逐层剥离，获得了元素的深度分析，实现了三维分析。至此，俄歇谱仪的基本格局已经确定， AES已迅速地发展成为强有力的固体表面化学分析方法，开始被广泛使用。基本原理 俄歇电子是由于原子中的电子被激发而产生的次级电子。当原子内壳层的电子被激发形成一个空穴时，电子从外壳层跃迁到内壳层的空穴并释放出光子能量；这种光子能量被另一个电子吸收，导致其从原子激发出来。这个被激发的电子就是俄歇电子。这个过程被称为俄歇效应。Auger electron emission 入射电子束和物质作用，可以激发出原子的内层电子。外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量，可能以X光的形式放出，即产生特征X射线，也可能又使核外另一电子激发成为自由电子，这种自由电子就是俄歇电子。对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射：特征X射线或俄歇电子。原子序数大的元素，特征X射线的发射几率较大，原子序数小的元素，俄歇电子发射几率较大，当原子序数为33时，两种发射几率大致相等。因此，俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。 如果电子束将某原子K层电子激发为自由电子，L层电子跃迁到K层，释放的能量又将L层的另一个电子激发为俄歇电子，这个俄歇电子就称为KLL俄歇电子。同样，LMM俄歇电子是L层电子被激发，M层电子填充到L层，释放的能量又使另一个M层电子激发所形成的俄歇电子。 只要测定出俄歇电子的能量，对照现有的俄歇电子能量图表，即可确定样品表面的成份。由于一次电子束能量远高于原子内层轨道的能量，可以激发出多个内层电子，会产生多种俄歇跃迁，因此,在俄歇电子能谱图上会有多组俄歇峰，虽然使定性分析变得复杂，但依靠多个俄歇峰,会使得定性分析准确度很高，可以进行除氢氦之外的多元素一次定性分析。同时,还可以利用俄歇电子的强度和样品中原子浓度的线性关系,进行元素的半定量分析,俄歇电子能谱法是一种灵敏度很高的表面分析方法。其信息深度为5nm以内,检出限可达到0.1%atom。是一种很有用的分析方法。系统组成 AES主要由超高真空系统、肖特基场发射电子枪、CMA同轴式筒镜能量分析器、五轴样品台、离子枪等组成。以ULVAC-PHI的PHI 710举例，其核心分析能力为25 kV肖特基热场发射电子源，与筒镜式电子能量分析器CMA同轴。伴随着这一核心技术是闪烁二次电子探测器、 高性能低电压浮式氩溅射离子枪、高精度自动的五轴样品台和PHI创新的仪器控制和数据处理软件包：SmartSoft AES ™ 和 MultiPak ™。并且，目前ULVAC-PHI的PHI 710可以扩展冷脆断样品台、EDS、EBSD、BSE、FIB等技术，深受广大用户认可。PHI710激发源，分析器和探测器结构示意图： 为满足当今纳米材料的应用需求，PHI 710提供了最高稳定性的 AES 成像平台。隔声罩、 低噪声电子系统、 稳定的样品台和可靠的成像匹配软件可实现 AES对纳米级形貌特征的成像和采谱。 真正的超高真空（UHV）可保证分析过程中样品不受污染，可进行明确、准确的表面表征。测试腔室的真空是由差分离子泵和钛升华泵（TSP）抽气实现的。肖特基场发射源有独立的抽气系统以确保发射源寿命。最新的磁悬浮涡轮分子泵技术用于系统粗抽，样品引入室抽真空，和差分溅射离子枪抽气。为了连接其他分析技术，如EBSD、 FIB、 EDS 和BSE，标配是一个多技术测试腔体。 PHI 710 是由安装在一个带有 Microsoft Windows ® 操作系统的专用 PC 里的PHI SmartSoft-AES 仪器操作软件来控制的。所有PHI电子光谱产品都包括执行行业标准的 PHI MultiPak 数据处理软件用于获取数据的最大信息。710 可应用互联网，使用标准的通信协议进行远程操作。AES的应用 扫描俄歇纳米探针可分析原材料（粉末颗粒，片材等）表面组成，晶粒观察，金相分布，晶间晶界偏析，又可以分析材料表面缺陷如纳米尺度的颗粒物、磨痕、污染、腐蚀、掺杂、吸附等，还具备深度剖析功能表征钝化层，包覆层，掺杂深度，纳米级多层膜层结构等。AES的分析深度4-50 Å，二次电子成像的空间分辨可达 3纳米，成分分布像可达8纳米，分析材料表面元素组成 （Li ~ U），是真正的纳米级表面成分分析设备。可满足合金、催化、半导体、能源电池材料、电子器件等材料和产品的分析需求。AES 应用的几种例子，从左到右为半导体FIB-cut，锂电阴极向陶瓷断面分析小结本文小编粗浅的介绍了俄歇电子能谱AES的一些基础知识，后续我们还会提供更有价值的知识和信息，希望大家持续关注“表面分析家”！
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- 2025-04-23 14:15:17接触角测量仪探针怎么调
- 接触角测量仪探针的调整是确保测量精度和仪器性能的关键步骤。在进行接触角测量时，探针的正确调整可以显著影响测量结果的准确性与一致性。本文将详细介绍如何调节接触角测量仪的探针，以确保测量过程中各项参数的佳配置，并帮助用户避免常见的操作失误。通过正确的操作，不仅能提高测量效率，还能延长仪器的使用寿命。因此，掌握探针调整的技巧，对每一位使用接触角测量仪的工程师和技术人员来说，都是至关重要的。 接触角测量仪探针的调整通常涉及多个方面，其中包括探针的垂直度、位置以及与样品表面接触的角度。为了确保探针能够精确地接触到样品表面，必须调整仪器的探针支撑架。通过调节支撑架的角度和高度，可以保证探针始终与样品表面垂直，从而减少因角度不准确引起的测量误差。 接触角测量仪的探针必须精确定位，以确保每次实验中探针与液滴接触的条件一致。通常，这需要通过微调螺丝来实现精细定位，确保探针的每次接触位置不会偏离设定的标准位置。如果探针位置发生偏差，液滴的分布情况将不均匀，从而影响接触角的准确度。 在进行探针调整时，还需要考虑环境因素对测量结果的影响，例如温度、湿度以及空气流动等。任何这些因素的变化都可能导致测量值的波动。因此，在调节探针时，确保操作环境稳定，也是确保接触角测量结果准确性的重要步骤。 接触角测量仪探针的调节是确保实验数据可靠性的基础。通过合理的调整方法和操作技巧，能够有效地提高测量精度，并保证每次实验结果的一致性。在实际操作中，专业人员应根据仪器的具体要求和操作手册，谨慎调整探针的各项参数，避免因不当调整导致测量误差。
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- 2025-05-19 11:15:18扫描探针显微镜用哪些激光
- 扫描探针显微镜用哪些激光 扫描探针显微镜（SPM）是一种高精度的表面成像与分析工具，广泛应用于材料科学、生物学、纳米技术等多个领域。为了实现高分辨率的表面成像与测量，扫描探针显微镜通常需要结合激光技术。不同类型的激光在扫描探针显微镜中的应用，可以提高图像分辨率、增强信号强度、或者实现特定的实验功能。本文将深入探讨扫描探针显微镜中常用的激光类型，以及它们各自的特点和应用场景。 激光在扫描探针显微镜中的作用 扫描探针显微镜的工作原理是通过探针与样品表面之间的相互作用来获取表面信息。激光在这一过程中，通常用于提供激发信号或是增强探针的反馈信号。通过激光激发，扫描探针显微镜能够高效地获取表面形貌、物质分布等信息。在使用不同波长的激光时，显微镜的解析度和灵敏度可以得到相应的提升，因此选择合适的激光源是实验成功的关键之一。 常用激光类型 氦氖激光（HeNe激光） 氦氖激光是一种常见的单色激光，具有较长的波长（通常为632.8纳米），适用于表面成像及拉曼光谱等技术。其优点在于稳定性强、成本相对较低，是早期扫描探针显微镜的常用激光。 氩离子激光（Ar+激光） 氩离子激光通常具有较短的波长（如488纳米和514纳米），能够提供更高的光强，适用于荧光成像、光散射等高分辨率成像应用。在扫描探针显微镜中，氩离子激光常用于纳米尺度的表面特性分析。 二氧化碳激光（CO2激光） 二氧化碳激光的波长较长（约10.6微米），常用于热力学性质的研究。在一些需要加热或表面化学反应的扫描探针显微镜实验中，CO2激光能够提供有效的能量源，促进样品的热响应。 半导体激光（Diode激光） 半导体激光因其调节性强、体积小、成本较低而广泛应用于扫描探针显微镜中。根据波长的不同，半导体激光可以为不同的实验提供所需的光源。它们常用于光谱分析、近场光学显微成像等高精度实验中。 激光的选择与应用 选择合适的激光源通常取决于实验的具体需求。波长的选择直接影响到激发信号的效率与样品的响应，因此不同的激光类型适用于不同的研究场景。例如，在进行生物样品的荧光成像时，氩离子激光由于其较短的波长和高强度光源，经常被用于激发荧光信号。而在进行纳米尺度的材料分析时，氦氖激光由于其稳定性和较低的功率常常被选用。 激光的光束质量和功率稳定性也至关重要。扫描探针显微镜中的激光源需要具有良好的光束质量，以保证高精度的表面成像。稳定的功率输出能确保实验结果的可重复性。 总结 扫描探针显微镜作为一种高精度的纳米级分析工具，其性能在很大程度上依赖于激光源的选择。不同波长和特性的激光能够为各种实验提供理想的激发源，从而提高成像分辨率、增强信号强度，或实现特定的实验目标。随着技术的发展，激光技术在扫描探针显微镜中的应用将更加广泛和多样化，这对于推动纳米技术和表面科学的研究具有重要意义。
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- 2025-05-19 11:15:19扫描探针显微镜有哪几类
- 扫描探针显微镜（SPM）是一种在纳米尺度上观察和研究物质表面的先进仪器。通过利用探针与样品表面相互作用，扫描探针显微镜可以提供极高的空间分辨率，使其在物理、化学、生命科学等多个领域都得到广泛应用。本文将探讨扫描探针显微镜的几种主要类型，分析它们的工作原理、应用领域以及各自的优势与局限。了解这些不同类型的扫描探针显微镜，有助于选择适合特定研究需求的工具。 一、原子力显微镜（AFM） 原子力显微镜（Atomic Force Microscope, AFM）是扫描探针显微镜中为常见的一种。其工作原理是通过一根微小的探针扫描样品表面，并测量探针与表面之间的相互作用力。这种显微镜能够实现高分辨率的表面形貌成像，特别适用于样品表面形态、机械性能以及纳米尺度的力学特性分析。 AFM不仅可以在真空、空气以及液体环境中操作，而且它的分辨率能够达到亚纳米级，广泛应用于材料科学、纳米技术以及生物学领域。在生物医学中，AFM被用于观察细胞表面、蛋白质及DNA分子的形态与结构。 二、扫描隧道显微镜（STM） 扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope, STM）是由物理学家吉尔伯特·诺思（Gerd Binnig）和海因茨·罗斯（Heinz Rohrer）于1981年发明的，它能够对导电材料的表面进行原子级的成像。STM通过探针与样品表面之间的量子隧道效应来实现表面成像。当探针接近样品表面时，电流会发生变化，探测到的电流变化与表面原子排列密切相关，从而实现高分辨率成像。 STM的主要优点是其超高的空间分辨率，能够达到单个原子的水平，适用于研究导电材料的电子结构、表面缺陷以及原子尺度的自组装现象。STM只能用于导电材料的成像，对于绝缘体的研究则存在一定的限制。 三、扫描近场光学显微镜（SNOM） 扫描近场光学显微镜（Scanning Near-field Optical Microscope, SNOM）是一种结合了光学和扫描探针显微镜技术的设备。与传统的光学显微镜不同，SNOM能够突破光的衍射极限，实现纳米级的光学分辨率。它通过将光纤探针放置在样品表面附近，利用近场光学效应进行成像。 SNOM具有独特的优势，可以在纳米尺度下探测光学信息，广泛应用于生物分子、纳米光子学和表面等离子体研究。由于其能够在不破坏样品的前提下获得光学信息，SNOM对于材料科学和生物医学领域有着重要的应用价值。 四、扫描热针显微镜（SThM） 扫描热针显微镜（Scanning Thermal Probe Microscopy, SThM）是一种测量样品表面温度分布的扫描探针显微镜。它利用热探针与样品表面之间的温差，来测量热导率、局部温度以及热性能等信息。SThM在研究纳米尺度下的热传导和热管理方面具有重要的应用价值，尤其在半导体和微电子设备的热分析中发挥着重要作用。 SThM的优势在于其能够以纳米级别的空间分辨率研究材料的热性质，能够提供更为细致的热动态分析，适用于电子、光学和材料领域。 五、扫描电化学显微镜（SECM） 扫描电化学显微镜（Scanning Electrochemical Microscope, SECM）结合了扫描探针显微镜和电化学技术，可以在纳米尺度上进行电化学测量。通过探针与样品表面间的电化学反应，SECM能够实时监测表面电位、反应速率以及电流变化等。它在研究电极反应、传质过程以及腐蚀行为等方面具有独特的优势。 SECM被广泛应用于能源、环境和材料科学领域，尤其在电池研究和传感器开发中，起到了重要的作用。 总结 扫描探针显微镜是一类高度精密的工具，各种类型的扫描探针显微镜在不同的研究领域中都有着独特的优势。无论是原子力显微镜、扫描隧道显微镜、扫描近场光学显微镜，还是扫描热针显微镜和扫描电化学显微镜，它们都提供了不同的研究角度和技术手段，为科学家们探索纳米世界的奥秘提供了强大的支持。在实际应用中，选择合适的扫描探针显微镜类型，能够更加地满足研究需求，推动科技创新的不断发展。
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- 2022-01-21 20:33:08纳米软件之绝缘电阻测试系统
- 系统组成 绝缘电阻测试系统由防爆一体机、HP3530绝缘电阻测试仪、待测绝缘电阻及脚踏开关组成。绝缘电阻测试系统组成产品特点l 软件可以实现控制HP3530绝缘电阻测试仪对待测电阻的测量；l 软件可以实现在单电阻模式下，每测20条数据后提示用户进行线电阻清零；l 软件可以实现在双电阻模式下，每测10条数据后提示用户进行线电阻清零；l 软件可以通过脚踏开关来触发测试的开始，极大的方便了用户的使用；l 软件具有管理员和测试员两种权限的设置，增强了系统的管理功能；l 软件可以将测试电阻值及其相关信息保存至数据库，可供用户随时导出测试数据及信息；l 软件将测试数据以word的形式进行导出。基本硬件1、防爆一体机防爆一体机主要用于安装测试软件和测试数据导出。2、 HP3530绝缘电阻测试仪测试仪可选RS232通讯模块，与计算机进行通讯，组成一个自动化测试系统。测试端口、充电端口都具有多种保护电路，在任何工作模式、任何工作状态下都可以确保安全。3、脚踏开关脚踏开关是一种通过脚踩或踏来控制电路通断的开关。在本系统中，脚踏开关与键盘按键相关联，软件监控相应的按键，当脚踏开关被触发时，进行一次电阻测试。 软件功能绝缘电阻测试系统由用户管理、系统登录、仪器连接、功能选择及测试、历史数据查询、数据导出和包络分析组成。用户管理： 用户管理只对具有管理员权限的用户开放，提高了系统的安全性和可控性，便于管理员对使用本系统的人员管理。 用户管理界面用户登录：用户在测试前必须要通过身份验证否则不能进入系统进行测试。用户通过账号和密码登录系统，系统会自动识别当前用户是管理员权限还是测试员权限。 用户登录界面仪器连接：用于检测软件是否与DZC-8M电阻测试仪建立连接，只有在建立连接的情况下才能进行后续的电阻测试；点击相应的按钮则将会进入相应的功能模块。 功能模式选择功能选择及测试：本软件主要有单电阻测试和双电阻测试两种功能供用户选择，功能选择完毕后，用户填写相应的测试信息并开始测试电阻。单电阻测试模块进入单电阻测试界面后，首先应该认真填写测试信息，测试信息填写无误后点击开始测试按钮或者踩踏脚踏开关来触发一次的电阻测试任务，直至测试任务完成退出测试界面。单电阻测试界面双电阻测试模块 双电阻测试界面历史数据查询：软件会将测试数据保存至数据库，用户可根据产品代号或产品批号在数据查询界面进行历史测试数据查询。 数据导出：用户在数据查询界面查询到数据后，可导出相应的数据，导出数据将以word形式展示。 包络分析：包络分析的主要功能是对测试数据进行包络分析，能让用户更加直观的看到本次数据的相关信息。 数据包络分析
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