预存
    Document
    当前位置:文库百科文章详情
    详解STM与AFM在纳米尺度下的成像原理和应用有何异同点
    来源: 时间:2023-11-29 14:48:49 浏览:3211次

    详解STMAFM在纳米尺度下的成像原理和应用有何异同点

     

    扫描隧道显微镜Scanning Tunneling Microscope,简称STM)和原子力显微镜Atomic Force Microscope,简称AFM)是两种常见的纳米尺度成像和测量技术,它们在纳米科技领域具有广泛的应用本文将详细介绍STMAFM的成像原理、应用以及两者之间的异同。




    一、成像原理

    1. STM成像原理

    STM利用量子隧道效应实现对样品表面的原子级分辨率成像STM中,一个极细的金属探针与被研究物质表面非常接近(通常小于1nm),形成一个纳米间隙,在外加电场的作用下,电子会穿过这个间隙流向另一电极,隧道电流与间隙大小呈指数关系,从而可以获得原子级分辨率的样品表面形貌特征图像。

    2. AFM成像原理

    AFM利用原子间相互作用力实现对样品表面的原子级分辨率成像AFM中,一个悬空的探针与被研究物质表面接触,探针在表面扫描过程中,通过检测探针与样品之间的原子间力(如范德华力、氢键等)的变化,实现对样品表面形貌的原子级分辨率成像。

     

    二、应用异同点

    1. 应用范围

    相同点:STMAFM均可以实现对纳米尺度样品的原子级分辨率成像,广泛应用于物理学、材料科学、化学、生物学等领域。

    不同点:STM主要用于研究固体表面,特别是半导体、金属等导电材料由于STM需要外加电场,因此不适用于非导电材料AFM则适用于各种材料,包括非导电材料,其应用范围更广泛。

    2. 成像速度和分辨率

    相同点:STMAFM均可以实现高分辨率的成像。

    不同点:STM成像速度相对较慢,因为需要在纳米间隙中调节隧道电流,以获取清晰的图像AFM成像速度相对较快,因为探针与样品之间的相互作用力较强,信号变化更为明显在相同分辨率下,AFM的成像速度通常优于STM

    3. 样品制备和操作难度

    相同点:STMAFM都需要对样品进行适当的制备,以保证探针与样品之间的良好接触。

    不同点:STM操作过程中,需要精确控制探针与样品表面的距离,以实现清晰的成像,操作难度较高;AFM操作相对简单,但由于探针与样品之间的相互作用力可能受到环境因素(如温度、湿度等)的影响,因此需要对仪器进行定期校准。

    4. 数据分析

    相同点:STMAFM均可提供有关表面形貌、原子排列等方面的详细信息。

    不同点:STM数据分析主要基于隧道电流,可获得有关电子密度、电子传输等方面的信息AFM数据分析基于探针与样品之间的相互作用力,可获得有关表面硬度、弹性模量等方面的信息。

    评论 / 文明上网理性发言
    12条评论
    全部评论 / 我的评论
    最热 /  最新
    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
    点赞12
    回复
    全部
    查看更多评论
    相关文章

    一文详解扫描电子显微镜(SEM)的工作原理及应用技术

    2023-10-08

    接触角测试(CA)的原理、样品制备要求及实际应用

    2023-11-16

    热重分析(TG-DTG)曲线的几种解析方法

    2023-12-26

    恒电流间歇滴定法GITT的基本原理以及测试教程

    2022-08-12

    一文详细介绍he染色的基本原理、实验步骤及注意事项

    2023-11-23

    TMA技术的基本概念、应用领域以及实际操作中的要点

    2023-12-06

    项目推荐/Project
    原子力显微镜(AFM)

    原子力显微镜(AFM)

    扫描隧道显微镜(STM)

    扫描隧道显微镜(STM)

    热门文章/popular

    基础理论丨一文了解XPS(概念、定性定量分析、分析方法、谱线结构)

    手把手教你用ChemDraw 画化学结构式:基础篇

    晶体结构可视化软件 VESTA使用教程(下篇)

    【科研干货】电化学表征:循环伏安法详解(上)

    电化学实验基础之电化学工作站篇 (二)三电极和两电极体系的搭建 和测试

    【科研干货】电化学表征:循环伏安法详解(下)

    微信扫码分享文章