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主动式减震台在AFM/SPM显微镜中的应用

发布时间:2021-02-22   点击次数:2115次

 

消除AFM噪声的有效隔振方案

在生物工程,材料科学和纳米技术等高灵敏度仪器设备如扫描探针显微镜(SPMs)已被广泛的使用,即使是微量的振动噪声也会影响到显微镜图像和数据的质量。在扫描探针显微镜中有不同的探头,收集信息可以采取多种形式,包括地形,元素组成,导电性等。为了准确的测量和记录数据,仪器必须在探针,台面和探测器之间保持一个恰当稳定的距离。因为这些技术仪器都对环境噪声非常敏感,SPMs通常需要某种形式的振动隔离。因为各种各样的影响因素,比如环境的噪声(声,振动,电磁噪声)和热波动,应用领域和所使用的设备类型无论是主动还是被动隔振系统,都可以用于消除AFM的噪声。

 

扫描探针显微镜(SPM

  扫描探针显微镜(SPM)通过光栅探针在样品表面获取信息。SPM有各种各样的探针,因而可以采取多种形式的信息收集形貌、元素组成、电导率等等取决于探头的类型。

 

扫描隧道显微镜(STM

  扫描隧道显微镜(STM)是一种由SPM发展出来的显微镜。STMIBM1981年发明。STM通过一个自动化的(通常是钨)来与样品取得近场联系,然后施加一个偏置电压是产生隧道电流。当扫描样品表面时,产生的电平通过与参考电平比较,产生样品表面形貌。STM成像能够在室外空气或者超高真空室进行(UHV-STM)。STM使得研究者能够观察出清晰度水平。他们现在能够观察并操控单个原子。毫不夸张的说STM的发展彻底的改变了纳米技术领域研究。不仅提供新功能,同时建立了扫描探针显微镜(SPM)的基础概念,STM成为显微镜的一个新领域的基础。

 

 

原子力显微镜(AFM

  原子力显微镜是广泛运用SPM技术的显微镜。AFM通过在样品表面移动一个超精细的机械探针,来进行运作。在靠近样品表面出于样品表面上的原子力相互作用,而不是直接触碰样品。连接到一个悬臂梁,在样品表面探测时进行偏转。一束激光安设在悬臂的背面,并进入到一个探测器,该探测器收集信息,由此产生的图像提供了一个很好的视图上的样品的超高分辨率的表面形貌。除了上面所述的普通的联系模式,AFM发展除了更多的操作模式,包括费接触模式,窃听模式,和力调制模式。商业原子力显微镜在1988年出售。从那时候起,原子力显微镜逐渐发展成为遗留的纳米技术研究显微镜。AFM的口碑越来越突出得益于他简单的操作的能力,手机高度的纳米尺度的表面数据。AFM现在普遍应用在大学科学部门和大公司的研发部门。AFM的应用还在不断的发展,例如使用原子力显微镜技术来诊断和研究癌细胞。

 

主动和隔振系统在AFM应用中的表现:

仪器:多种模式的数字AFM,放置于冷冻膛内。

样品:云母片上的DNA

描述:图像的是放置在TS-150主动隔振系统上的AFM。拍照到一半的时候,主动隔振电源关掉,剩下内置的被动弹簧作为隔振源。从下半图中可以清楚的看到垂直波纹,这就是环境振动对于AFM成像的影响。这可以明显的比较出主动隔振和被动隔振之间的差别。见下图:

 

 

 

 

 

 

主动隔振在Asylum MFP-3D原子力显微镜中的应用实例效果:

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