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SPM-9700HT是岛津公司目前在售的一款扫描探针显微镜,可以准确表征样品表面纳米级及以下的起伏。本文使用两台SPM-9700HT(不同环境、相同配置及测试条件)对云母表面进行对比测试,研究环境因素对SPM-9700HT测试的影响,结果表明:使用某高校分析测试中心的SPM-9700HT获得的测试结果要优于岛津上海分析中心SPM-9700HT的,即仪器所处环境(振动、噪音及电磁干扰)越好,其测试效果越好,且环境因素对微小区域的测试结果影响更大。希望该结果为岛津SPM用户的表征测试和安装环境提供一定的参考。SSL-CA23-071Excellence in Science Excellence in ScienceSPM-024 环境因素对 SPM-9700HT的测试影响 SPM-024 摘要:扫描探针显微镜 (Scanning Probe Microscopy, SPM),其 原 理是利用一个细微的探针在样品表面 扫描的同时,检测探针与样品之间相互作用的物理量,从而表征材料表面的形貌、粗糙度、电流电势分布及磁 畴分布等。 SPM 在 一 定测试环境 下 ,可以准确测 量 样品表面纳米级及以下的起伏。本文对放置在不同位置的 具有相同配置的 SPM-9700HT 进行对比测试,证实了环境因素 的 确会对 SPM-9700HT 的 测 试产生一定的影响。 关键词:扫描探针显微镜 环境因素 SPM-9700HT T对比测试 技术特点: 水 SPM-9700HT 配置的高速扫描器,将扫描速度提高5倍以上,极大提高了工作效率 ; *在一定的环境条件下, SPM-9700HT 可获得原子级别的高分辨观察图像。 扫描探针显微镜 (SPM) 是在扫描隧道显微镜的 基础上发展起来的各种新型探针 显 微镜(原子力显微 镜、静电力显微镜、磁力显微镜、扫描离子电导显微 镜、扫描电化学显微镜等)的统称,其利用微小的探 针(悬臂式)对样品表面进行扫描,1以实现高分辨率 观察、检测样品三维形貌以及局部物理性质的测量。岛津 SPM-9700HT配置 了 高灵敏度检测系统,为微 观区域的形貌观察以及物理性质测定提供强有力的支 实验部分 持,为生物、医学、材料、微电子等应用科学的发展 贡 献一份力。 由于 SPM-9700HT 配置了高灵敏度 检 测系统,对环境因素有一定的要求。本文使用放置在不同环境 下具有相同配置的 SPM-9700HT, 在相同 测 试参数下 对云母进行高分辨测试,研究仪器所在的环境因素对 SPM-9700HT 的测试影响,希望该结果为岛津SPM 用户的表征测试和安装环境提供一定的参考。 图1 扫 描探针显微镜 SPM-9700HT(带环境 控 制舱) 1.2分析条件 功能模式: 接触模式 探 针 十: 弹性 常 数 0.57 N/m 扫描范围: 10 nmx10nm、5nmx5nm 像 素 :: 256×256 扫描环境 大气环境 图2 样品图片 1.4测试过程 用双面胶将裁剪好的云母片固定在圆铁片,然后先后使用岛津上海分析中心和某高校分析测试中心的 SPM-9700HT (相 同 配置及 测 试参数)进行测试。 1.5测试环境 岛津上海分析中心的 SPM-9700HT 位于建筑物一层, 下方为地下车库,所在房间有众多仪器 号 (振动源)),所在楼栋旁有两车道马路,车流量较大。 某高校分析中心的SPM-9700HT位于二楼(楼栋依斜坡而建,也可视为一楼),整个大房间内用玻璃隔断分隔,当前只有 一 台 SPM仪器,所在楼栋位于校园内,车流量非常小。 ■结果与讨论 2.1 10 nmx10nm 范围的数据对比 依次使用岛津上海分析中心和某高校分析测试中心的 SPM-9700HT 的接触模式对云母进行测试,分别获取 了 10 nmx 10 nm的云母样品表面高分辨图像(图3)。从两个形貌图中均可以看到样品表面存在 一 定的周期结构,但从右图可以看到规则 排 列的独立的点状周期结构,由此可说明使用某高校分析测试中心的SPM-9700HT 可以 获得相对清晰的云母晶格结构。 图3 获取的 10 nmx10 nm 的云 母 表面高分辨图像 岛 津上海分析中心 SPM-9700H T (左),某 高 校分析测试中心SPM-9700HT(右 ) 2.25nmx5nm 范围的数据对比 在两台 SPM-9700HT 上继续缩小扫描范围,分别获取了5 nm x 5 nm 的样品表面高分辨图像(图4)。从 图 中 可以很明显的看出这两个数据的差异性,其 中 左图很难看出云母的六方蜂巢状晶格结构,只能 看 到垂直方 向上的周期结构,整体噪音较大;而右图可以观察到 规 则 的 六方蜂巢状的周期结构,即云母的晶格结构,整体 噪音相对较小。另 外,由于所用的两台仪器为同一型号、相 同仪器配置及测试参数,对比它们所处的环境,可 以得出:仪器所处环境 (振动、噪音及电磁干扰)越好,其测试效果越好。 对比图3和图4,我们可以发现:随 着 测 试范围的缩小,所得的测试数 据 差异越大,说明环境因素对微小区 域的测试结果影响更大。 0.09 [nm] 0.00 2.00 n m 5.00x 5.00 nm 图4 获取的5nmx5 nm 的样品表面高分辨图像 岛津上海分析中心SPM-9700HT (左),某高校分析 测试 中心 SPM-9700HT(右) ■结论 SPM-9700HT 是岛津公司目前在 售 的一款扫描探针显微镜 ,可以准确表征样品表面纳米级及以下的起伏。本文使用两台 SPM-9700HT(不同环境、相同配置及测试条件)对云 母 表面进行对比测试,研究环境因素对 SPM-9700HT 测 试的影响,结果表明:使用某高校分析测试中心的 SPM-9700HT 获得的测试结果要优于岛津上 海分析中心 SPM-9700HT 的 ,即仪器所处环境 (振动、噪音及电磁干扰)越好,其测试效果越好,且 环境因素 对微小区域的测试结果影响更大。希望该结果为岛津 SPM 用户的表征测试和安装环境提供一定的参考。 岛津应用云
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岛津企业管理(中国)有限公司为您提供《环境因素对SPM-9700HT的测试影响》,该方案主要用于其他中环境因素检测,参考标准《暂无》,《环境因素对SPM-9700HT的测试影响》用到的仪器有SPM-9700HT型原子力显微镜。
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