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。
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。