原子力顯微鏡及其在表面和界面性質(zhì)研究中的應(yīng)用.pdf

1、原子力顯微鏡作為一種功能強(qiáng)大的顯微技術(shù)手段，自誕生之日起經(jīng)歷了二十年的迅速發(fā)展，如今已被廣泛應(yīng)用于納米科技的各個領(lǐng)域。本文詳細(xì)介紹了原子力顯微鏡技術(shù)的基本原理，回顧了它對各個學(xué)科研究產(chǎn)生的深刻影響，并且通過實驗探討了原子力顯微鏡在材料表面、氣液界面性質(zhì)研究中的應(yīng)用。 在對材料表面性質(zhì)的研究中，我們使用原子力顯微鏡觀察了材料生長過程中形成的晶界和層狀結(jié)構(gòu)，通過對比分析認(rèn)為，熱腐蝕方法的控制和材料燒結(jié)溫度分別是影響品界深度和層厚度的

2、兩個重要因素。此外，為了揭示鐵磁性材料的表面特性，我們進(jìn)行了磁力顯微研究，通過檢測材料表面漏磁場獲得了清晰的磁疇結(jié)構(gòu)。同時，為了揭示鐵電材料的表面特性，我們還進(jìn)行了帶電摩擦力顯微研究，通過檢測自發(fā)極化方向?qū)щ娽樇饽Σ亮Φ挠绊懙玫搅饲逦碾姰牻Y(jié)構(gòu)。 在對氣液界面性質(zhì)的研究中，我們采剛測量力曲線的方法研究固體探針與氣一液界面問的相互作用行為。通過分析針尖與水面間相互作用力隨距離變化的關(guān)系曲線，我們認(rèn)為：隨著探針向水面逼近，水面由于

3、受到范德華引力的作用向上凸起；當(dāng)探針距離水面較遠(yuǎn)時，氣-液界面的能量存在極小值，水面是穩(wěn)定的；當(dāng)探針距離水面很近時，水面的穩(wěn)定性被破壞，此時氣-液界面能量出現(xiàn)極大值，水面進(jìn)入非穩(wěn)念階段，表現(xiàn)出復(fù)雜的相互作用行為；最后，隨著探針進(jìn)一步逼近，范德華力梯度超過探針微懸臂的彈性系數(shù)，導(dǎo)致探針與水面發(fā)生接觸。 本文共分五章，第一章回顧了原子力顯微鏡的發(fā)展歷史，第二章主要介紹了原子力顯微鏡的基本原理以及在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用，第三章結(jié)合我們實驗