原子力显微镜原理及在材料科学中的应用31PPT课件

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microscopes • 1.2. Scanning elements (scanners) • 1.3. Devices for precise control of tip and
sample positions • 1.4. Protection of SPM against external
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课程目标与要求
• 理解SPM的基本结构和工作原理 • 了解SPM基本技术特点,(长处和短处) • 知道如何在研究工作中运用SPM技术为自
己的研究工作服务。
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Introduction
• 扫描探针显微镜 (SPM) 是最强有力的现代研 究技术之一, 它使得我们能够以非常高的空 间分辨率研究固体表面的形貌和微区局域的 物理、化学、电学、光学等性质。在过去的 20年中,SPM 技术已经由一种只有有限的几 个研究组拥有的“贵族”技术演变成一种广 泛使用的研究表面性质的工具。目前,在表 面物理和薄膜技术领域中 都使用了SPM技术。 扫描探针显微术已经成为纳米技术新方法发 展的基础,如在纳米尺度上创造新的结构。
• 1984 - Scanning capacitive microscope. J. R. Matey, J. Blanc.500 nm (lateral resolution) images of capacitance variation.
• 1985 - Scanning thermal microscope. C. C. Williams, H. K. Wickramasinghe. Resolution of 50 nm in thermal images.
原子力显微镜原理及在 材料科学中的应用
A Practical Guide to Scanning Probe Microscopy
Prof. Xie Zhong March. 1, 2011
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课程大纲
• Introduction
• 1. The scanning probe microscopy technique • 1.1. Working principles of scanning probe
influences • 1.5. Acquisition and processing of SPM
images
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课程大纲
• 2. Operating modes in scanning probe microscopy
• 2.1. Scanning tunneling microscopy • 2.2. Atomic force microscopy • 2.3. Electric force microscopy • 2.4. Magnetic force microscopy • 2.5. Near-field optical microscopy • 3 Applications in material science
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Introduction
• After the tunneling microscope (STM) creation, atomic force microscope (AFM), magnetic force microscope (MFM), electric force microscope (EFM), scanning near-field optical microscope (SNOM) and many other devices having similar working principles and named as scanning probe microscopes (SPM) have been created within a short period of time. Now the probe microscopy is a rapidly developing area of technology and applied scientific research.
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扫描探Leabharlann Baidu显微镜技术的发展年表
• 1986 - Atomic-force microscope. G. Binnig, C. F. Quate, Ch. Gerber. Atomic resolution on non-conducting (and conducting) samples.
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扫描探针显微镜技术的发展年表
• 1981 - Scanning tunneling microscope. G. Binnig, H. Rohrer. Atomic resolution images of conducting surfaces.
• 1982 - Scanning near-field optical microscope. D. W. Pohl. Resolution of 50 nanometers in optical images.
• 一个最直接的认定就是 1986, G. Binnig and H. Rohrer 由于发明STM被授予诺贝尔物理奖。
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the Swiss scientists Gerd Binnig and Heinrich Rohrer
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Ernst Ruska Gerd Binnig Heinrich Rohrer
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Introduction
• 扫描探针显微镜The scanning tunneling microscope (STM) 是SPM家族中第一中出现 的技术; 它是 1981 由瑞士科学家 Gerd Binnig and Heinrich Rohrer发明的。
• 他们的工作表明,SPM是一种相当简单而且 非常有效的以原子尺度的分辨率研究表面性 质的新技术。 在将某些材料表面的原子结构、 特别是硅的7×7再构表面可视化后,他们的 技术获得了学术界的公认。
for his fundamental work in electron optics, and for the design of the first electron microscope"
for their design of the scanning tunneling microscope
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