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请教afm怎么实现原子级的分辩率?

扫描探针显微镜SPM/AFM

  • 现在知道,在距离很近的时候,探针针尖的分子和试样的原子/分子产生排斥力〔斥力模式〕,afm利用利用这个斥力实现对样品表面的形貌分析

    我想问:
    1.原子/分子之间有很多力,比如说范德华力等,afm主要利用的是哪一种〔几种〕?
    2.这些力的作用范围有多大?似乎都是超过了原子半径吧?如果是这样,探针检测的应该是样品表面多个原子的合力,在此情况下,怎么样实现原子级分辩率?
    3.目前,探针还没有作到单个原子水平,换句话说,探针针尖也是多个原子/分子,再加上样品表面的多个原子分子,如何实现原子级分辩率?

    这些问题让我感觉很困惑,请各位高手不吝赐教
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  • 第1楼2005/11/15

    你肯定没有看我上传的资料。下载下来看看吧!

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  • 第9楼2005/11/15

    刚才又看了点资料,请问版主:

    是不是可以理解为,探针针尖最前面的一个原子/分子,与试样表面的的某一个原子/分子接触时,它们之间的作用力,几乎只有这两个原子/分子间吸引力/斥力,试样表面周围别的原子和针尖的作用力很小,可以忽略?

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  • 第10楼2005/11/15

    偶以为可以这样认为!

    yigangren 发表:刚才又看了点资料,请问版主:

    是不是可以理解为,探针针尖最前面的一个原子/分子,与试样表面的的某一个原子/分子接触时,它们之间的作用力,几乎只有这两个原子/分子间吸引力/斥力,试样表面周围别的原子和针尖的作用力很小,可以忽略?

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  • 第12楼2005/11/18

    唉,越看越糊涂啊
    还是不明白为什么可以实现原子级分辩率

    看了不少资料,都说实际上很难达到原子级分辩率

    请各位高手赐教

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  • 第13楼2005/11/30

    注意了吗?是原子级分辨,不是原子分辨!这是两个不同的概念!

    yigangren 发表:唉,越看越糊涂啊
    还是不明白为什么可以实现原子级分辩率

    看了不少资料,都说实际上很难达到原子级分辩率

    请各位高手赐教

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  • 第14楼2005/12/01

    我的理解是:
    范德华力、静电力等等都会有作用。而最终的合力就是那个有个极小值,短距离内迅速增大,在无穷远趋向于0的曲线。
    以上有长程力,也有短程力。但是能否实现原子分辨主要还是要看力的大小随距离的变化关系。就像STM里电流随距离的指数关系。
    接触模式利用原子间斥力,随距离增大迅速减小,所以主要是前面一个或几个原子起作用。但是因为力太大,对表面影响太大,很难得到原子分辨,而且得到的原子分辨很多是假的。
    对非接触模式,有人做过理论推导,但是我没看懂。只记得结论好像是,最终的力与距离关系有两部分组成,反比项和指数项,在小振幅时指数项为主。
    以上不保证正确,欢迎大家讨论。

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  • 第15楼2005/12/08

    怎么认为是假的?(欢迎讨论,特置顶!)

    duwf 发表:我的理解是:
    ......
    接触模式利用原子间斥力,随距离增大迅速减小,所以主要是前面一个或几个原子起作用。但是因为力太大,对表面影响太大,很难得到原子分辨,而且得到的原子分辨很多是假的。.....

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  • 第16楼2006/02/11

    个人理解是库仑力,不知道对不对

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  • 第17楼2006/02/21

    1原子/分子之间有很多力,比如说范德华力等,afm主要利用的是哪一种〔几种〕?

    严格来说,afm下的力有很多种,线性的,非线性的都有。简单的看,可以这么说,在接触模式下,斥力反馈下理想考虑只有表面的与针尖的弹性作用占主导。在非接触模式下,一般可以认为室范氏力起作用。tapping模式介于两者之间。

    2.这些力的作用范围有多大?似乎都是超过了原子半径吧?如果是这样,探针检测的应该是样品表面多个原子的合力,在此情况下,怎么样实现原子级分辩率?

    在接触模式下,力的作用导致针尖与样品的形变,形变界面的大小决定分辨率。这个可以通过herz模型去求解。在非接触模式下严格说测的是力的梯度,一般针尖在表面几个纳米处运动,分辨率与取决于很多方面,样品外还包括针尖的频率,环境阻尼等。tapping模式比较复杂,但大体上与非接触模式类似。

    3.目前,探针还没有作到单个原子水平,换句话说,探针针尖也是多个原子/分子,再加上样品表面的多个原子分子,如何实现原子级分辩率?
    针尖目前可以做到1nm左右了。虽然针尖是多原子,只有样品足够平坦,还是可以保证较少的或者单个原子的接触,从而实现原子分辨。


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  • 第18楼2006/04/03

    请问你是用什么牌子的AFM的?可以将你的那份白春礼写的那份资料也发给我吗?其实对于原子力测力,象你所说的是如何实现原子级分辨率是比较关键的,我想如果和原厂技术员进行沟通应该会获得比较正确的答案吧!
    按我个人理解,AFM的测定是通过XYZ三轴的电信号来描绘样藐的,它应该是通过正测力来实现原子分辨率,对于侧向力的影响则表现为X、Y轴的信号,只有单个原子的正测力会是影响到Z轴的信号,所以就忽略了其他原子对力的影响!不知是否可以这样理解呢?欢迎来信交流!
    如果可以,请发我邮箱simon@biolab.com.cn

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