03-纳米材料的表征分析技术2-SPM.pdfVIP

2013/10/7 第三章 纳米材料的表征分析技术 p 人的眼睛的分辨本领0.1毫米 p 光学显微镜：极限分辨本领是200nm 3.3 扫描探针显微分析技术(SPM) p 透射电子显微镜：分辨本领可达0.05nm p 扫描电子显微镜：分辨本领可达0.4nm 纳米技术发展的典型代表 p 扫描隧道显微镜：分辨本领可达0.01 nm 目前，人们可以利用扫描隧道电子显微镜来观察原子、 STM AFM 分子和直接操纵安排原子、分子。 Z轴分辨率达到0.01 nm，也是至今具有的最高分辨率。 3.3.1 概述 扫描探针显微镜的产生 IBM 扫描隧道 1982年 Gerd Binning 显微镜 o 扫描探针显微镜的产生 Heinrich Rohrer o 扫描探针显微镜的原理与特点 1986 Nobel Prize o 扫描探针显微镜的应用 l人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排 列状态和与表面电子行 有关的物理、化学性质， o 局限性 l在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有 着重大的意义和广阔的应用前景 l被国际科学界公认为八十年代世界十大科技成就之一。 扫描探针显微镜的产生 o STM问世之前，微观世界还只能用一些烦琐的、往往是破 扫描隧道显微镜 （STM） 坏性的方法来进行观测。而STM则是对样品表面进行无损 探测，避免了使样品发生变化，也无需使样品受破坏性 的高能辐射作用。 原子力显微镜（AFM） o 任何借助透镜来对光或其它辐射进行聚焦的显微镜都不 可避免的受到一条根本限制：光的衍射现象。由于光的 扫描近场光学显微境 扫描探针显微镜 衍射，尺寸 于光波长一半的细节在显微镜下将变得模 （SNOM） （SPM） 糊。而扫描隧道显微镜(STM)借助原子尺度的探针，则能 够轻而易举地克服这种限制，因而可获得原子级的高分 弹道电子发射显微镜 辨率。 （BEEM） 扫描力显微镜（SFM）