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原子力显微镜先进成像手段更别具一格

发布时间:2020-03-13      点击次数:459
  上个世纪发明的场离子显微镜可以直接进行原子成像,与其他显微镜成像方式相比更别具一格,它能清晰地显示样品表层的原子排列和缺陷,在此基础上进一步发展的原子力显微镜则可以对不同元素的原子逐个进行分析,鉴定其元素类别,还可以给出纳米空间中不同元素原子的分布图形。
 

原子力显微镜

  原子力显微镜由一个真空容器组成,被研究材料的样品制成针尖形状,其曲率半径约为50nm,被固定在距离荧光屏大约50mm的位置。样品被冷却至深低温,以减小原子的热振动,使原子的图像稳定可辨,并接3~30kV正高压作为阳极。仪器工作时,首先将容器抽到10-8Pa的真空度,然后通入氦气、氖气或氩气等成像气体至10-3Pa。在加上足够高的电压时,样品附近的气体原子发生极化和电离,气体离子在电场作用下射向荧光屏产生亮斑,在荧光屏上即可显示表层原子的清晰图像,其中每一亮点都是单个原子的像。为了使图像得到增强,在荧光屏前面放置一块微通道板,当气体离子射入微通道板后,产生一束增强的二次电子,二次电子轰击到荧光屏上产生一个增强的亮斑。
  原子力显微镜可以用来做元素分布,主要是可以给出纳米空间内的元素三维分布情况,研究纳米析出相或者纳米团簇、偏聚等问题,可以既给出原子位置又给出原子是什么,在此领域要比其它分析手段先进很多。

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