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原子力顯微鏡先進(jìn)成像手段更別具一格

更新時(shí)間:2020-03-13      點(diǎn)擊次數(shù):1402
  上個(gè)世紀(jì)發(fā)明的場(chǎng)離子顯微鏡可以直接進(jìn)行原子成像,與其他顯微鏡成像方式相比更別具一格,它能清晰地顯示樣品表層的原子排列和缺陷,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的原子力顯微鏡則可以對(duì)不同元素的原子逐個(gè)進(jìn)行分析,鑒定其元素類別,還可以給出納米空間中不同元素原子的分布圖形。
 

原子力顯微鏡

  原子力顯微鏡由一個(gè)真空容器組成,被研究材料的樣品制成針尖形狀,其曲率半徑約為50nm,被固定在距離熒光屏大約50mm的位置。樣品被冷卻至深低溫,以減小原子的熱振動(dòng),使原子的圖像穩(wěn)定可辨,并接3~30kV正高壓作為陽(yáng)極。儀器工作時(shí),首先將容器抽到10-8Pa的真空度,然后通入氦氣、氖氣或氬氣等成像氣體至10-3Pa。在加上足夠高的電壓時(shí),樣品附近的氣體原子發(fā)生極化和電離,氣體離子在電場(chǎng)作用下射向熒光屏產(chǎn)生亮斑,在熒光屏上即可顯示表層原子的清晰圖像,其中每一亮點(diǎn)都是單個(gè)原子的像。為了使圖像得到增強(qiáng),在熒光屏前面放置一塊微通道板,當(dāng)氣體離子射入微通道板后,產(chǎn)生一束增強(qiáng)的二次電子,二次電子轟擊到熒光屏上產(chǎn)生一個(gè)增強(qiáng)的亮斑。
  原子力顯微鏡可以用來做元素分布,主要是可以給出納米空間內(nèi)的元素三維分布情況,研究納米析出相或者納米團(tuán)簇、偏聚等問題,可以既給出原子位置又給出原子是什么,在此領(lǐng)域要比其它分析手段先進(jìn)很多。

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