原子力显微镜实验报告南京大学

南 京大学物理系实验报告 题 目 实 验 10.5 原 子 力 显 微 镜 姓 名 朱 瑛 莺 2014 年 3 月 14 日 学 号 111120230 一 、 引 言 以 光 学 显 微 镜 、 电 子 显 微 镜 、 扫 描 隧 道 显 微 镜 为 代 表 的 一 系 列 先 进 显 微技 术 的 出 现 与 应 用 ,为 人 类 科 技 和 社 会 进 步 做 出 了 巨 大 贡 献 。 1986 年 ， IBM 公 司 的 G.Binning 和 斯 坦 福 大 学 的 C.F.Quate 及 C. Gerber 合 作 发 明 的 原子 力 显 微 镜 (Atomic Force Microscope, AFM)[1]更 是 突 出 地 显 现 了 显 微 观 测技 术 作 为 人 类 视 觉 感 官 功 能 的 延 伸 与 增 强 的 重 要 性 ，它 是 在 扫 描 隧 道 显 微 镜基 础 上 为 观 察 非 导 电 物 质 经 改 进 而 发 展 起 来 的 分 子 和 原 子 级 显 微 工 具 。 对 比于 现 有 的 其 它 显 微 工 具 ， 原 子 力 显 微 镜 以 其 高 分 辨 、 制 样 简 单 、 操 作 易 行 等特 点 而 备 受关注， 并已在 生命科 学 、 材料科 学 等 领域发 挥了 重 大 作 用 ， 极大地 推动了 纳米科 技 的 发 展 ， 促使人 类 进 入了 纳米时代 。 二、 实 验 目 的 1. 了 解原 子 力 显 微 镜 的 工 作 原 理。 2. 初步 掌握用 原 子 力 显 微 镜 进 行 表 面观 测 的 方法。 三、 实 验 原 理 1.AFM （1）AFM 的 工 作 原 理 在 AFM 中用 一 个安装在 对 微 弱力 极敏感 的 微 悬臂上 的 极细探针。 当探针与 样 品接触时,由于 它 们原 子 之间存在 极微 弱的 作 用 力 (吸引 或排斥力 ) ,引起 微 悬臂偏转。 扫 描 时控制 这种作 用 力 恒定,带针尖的 微 悬臂将对 应 于 原 子间作 用 力 的 等 位面,在 垂直于 样 品表 面方向上 起 伏运动, 因而 会 使反射光 的位置改 变而 造成偏移量， 通过光 电 检测 系 统(通常利用 光 学 、 电 容或隧 道 电流方法) 对 微 悬臂的 偏转进 行 扫 描 ,测 得微 悬臂对 应 于 扫 描 各点 的 位置变化, 此时激光 检测 器会 记录此偏移量， 也会 把此时...