扫描探针显微镜-刘东.ppt

聚合物膜表面形貌与相分离观察 Kajiyama等人应用AFM研究了单分散聚苯乙烯(PS)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混成膜的相分离情况。 膜较厚时(25μｍ), 看不到分相。膜厚100nｍ时,可以得到PMMA呈岛状分布在PS中的AFM图象。 聚合物膜表面形貌与相分离观察 对非晶态聚合物膜，形貌图信息较为有限。AFM“相成像”方式 (phase imaging)得到的数据与样品表面硬度和粘弹性有关，可以观察相分离。即使在样品表面相对“平坦”的情况下，也能较好地反映出聚合物的相分离后，不同类型聚合物的所在区域。 高分子结晶形态观察 聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物的苯溶液在ＬＢ膜槽内分散,而后在极低的表面压下(0.1ｍＮ/ｍ)将分子沉积在新鲜云母表面。 非晶态单链高分子结构观察 AFM在膜研究中的应用 1 表面整体形态研究 2 孔径(分布),粒度（分布）研究 3 粗糙度研究 1 表面整体形态研究 二氧化锡薄膜 Three-dimensional TM-AFM images of the PVDF membranes (W0, W3, W5, W7). 不同水含量 AFM image of porous Al2O3 template SEM image of porous Al2O3 template 2 孔径(分布)，粒度（分布）研究 Section analysis of TM-AFM image. Tapping mode atomic force micrographs 3 粗糙度研究 粗糙度（Surface roughness）表示膜表面形态间的差异，影响着膜的物理和化学性能、膜表面的污染程度和膜的水通量。 膜污染研究-超滤膜或微滤膜 　新膜表面三维图 X —1μm/ 格; Z —50 nm/ 格 　污染膜表面三维图 X —1μm/ 格; Z —2 000 nm/ 格 制样之关键 涂膜的厚度 溶液的浓度 成膜的条件 与基体材料的结合（云母/玻片/石墨片） 膜的干燥 AFM 以分辨率高、制样要求简单、得到的样品表面信息丰富的特点在各领域得到了越来越广泛的应用。 如何提高显微镜分辨本领，电子透镜的分辨本领受哪些条件的限制？ 透射电镜、扫描电子显微镜的工作原理什什么？ 相对光学显微镜和透射电子显微镜、扫描电镜各有哪些优点？ 电子探针X射线显微分析仪有哪些工作模式，能谱仪和谱仪的特点是什么？ 为什么透射电镜的样品要求非常薄，而扫描电镜无此要求？ 电镜有哪些性质，环境扫描电镜中“环境”指什么？ 高分辨电镜是否指分辨率高的电镜？ 选用电子显微分析仪时应从哪几方面考虑？ 电子探针仪与X射线谱仪从工作原理和应用上有哪些区别？ 与X射线衍射相比，（尤其透射电镜中的）电子衍射的特点是什么？ 简述STM与AFM工作原理？ * * 62 Adsorption--AgPd oxygen on a silver-palladium (AgPd) alloy surface STM的局限性与发展 1.在恒电流模式下，样品表面微粒之间的沟槽不能够准确探测。恒高模式下，需采用非常尖锐的探针。 2.样品必须具有一定程度的导电性。 STM基础上发展的各种新型显微镜 原子力显微镜（AFM）、激光力显微镜（LFM）、摩擦力显微镜、磁力显微镜（MFM）、静电力显微镜、扫描热显微镜、弹道电子发射显微镜（BEEM）、扫描隧道电位仪（STP）、扫描离子电导显微镜（SICM）、扫描近场光学显微镜（SNOM）和扫描超声显微镜等。 探索物质表面或界面的特性，如表面不同部位的磁场、静电场、热量损失、离子流量、表面摩擦力以及在扩大可测量样品的范围等方面提供了有力的工具。 原子力显微镜 (Atomic Force Microscopy, AFM) 原子力显微镜AFM 原子力显微镜(Atomic Force Microscopy, AFM) 1986年，诺贝尔奖金获得者宾尼等人发明。 不仅可观察导体和半导体表面形貌，且可观察非导体表面形貌，弥补STM只能观察导体和半导体不足。 许多实用的材料或感光的样品不导电，AFM出现引起科学界普遍重视。 第一台AFM的横向分辨率仅为30 ?，而1987年斯坦福大学Quate等报道他们的AFM达到原子级分辨率。 中国科学院化学所研制的隧道电流法检测、微悬臂运动AFM于1988年底首次达到原子级分辨率。 原子力显微镜AFM 跟所有的扫描探针显微镜一样，AFM使用一个极细的探针在样品表面进行扫描，探针是位于一悬臂的末端顶部，该悬臂可对针尖和样品间的作用力作出反应。 AFM与STM最大差别在非利用电子隧道效应，而利用原子之间的范德华力作用来呈现样品表面特性。 AFM的优点 STM