纳米探针产品调研

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1、纳米探针产品调研目录一、纳米探针概述二、纳米探针的分类三、纳米探针的外观四、国内外纳米探针产品型号五、国内外纳米探针产品比较六、总结一、纳米探针概述1、纳米探针的概念2、纳米探针的用途3、纳米探针的工作原理1、纳米探针的概念探针是对物质进行探测，以便做出成像分析的工具。纳米探针，顾名思义，是以纳米级材料制成的针状物，用以探索更为细微、精密的物质。纳米探针是配合扫描探针显微镜使用的，也就是说纳米探针其实是装载在扫描探针显微镜下，作为该系统的组件而发挥作用的配套产品。纳米探针不能单独发挥作用，因此，想要了解纳米探针的功用，必须以了

2、解扫描探针显微镜为基础。纳米探针的优势也都是靠配套显微镜进行表达的。（一言以蔽之，纳米探针和扫描探针显微镜是组件与系统的关系，下文的产品说明还是以纳米探针为主体）2、纳米探针的用途纳米探针用途说明扫描探针显微镜所涉及的领域包括下列几点1、原子结构研究2、纳米级材料研究3、生物、遗传学研究4、电子测试3、纳米探针的工作原理纳米探针是利用扫描探针显微镜的反馈回路控制，使自身逼近样品并在距表面纳米量级的位置展开扫描并传输原子及纳米级材料的信息给扫描探针显微镜，从而揭开了人类原位观察物质表面原子的排列状态和实时地研究与表面电子有关的物

3、理、化学性质的序幕。纳米探针工作原理图二、纳米探针的分类1、根据所装载的扫描探针显微镜工作用途进行分类2、根据样品测试环境进行分类1、根据所装载的扫描探针显微镜工作用途进行分类①扫描隧道显微镜（STM）探针②原子力显微镜（AFM）探针③磁力扫描探针显微镜（MFM）探针④横向力扫描探针显微镜（LFM）探针⑤力调制扫描探针显微镜探针（FMM）探针⑥相检测扫描探针显微镜（PDM）探针⑦静电力扫描探针显微镜（EFM）探针⑧扫描电容显微镜（SCM）探针⑨其他一些不常用的扫描探针显微镜探针①扫描隧道显微镜（STM）探针（上图为简单的工作原

4、理图，即利用量子隧道效应产生隧道电流的原理制作的显微镜。其分辨率可达原子水平，即观察到原子级的图像。在生物学中，可观察大分子和生物膜的分子结构。）STM探针介绍1、产品特点：（1）探针尖端在低温下（4K）可以精确操纵原子，因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工具。（2）针尖的宏观结构应使得针尖具有高的弯曲共振频率，从而可以减少相位滞后，提高采集速度。2、制备材料：主要有金属钨丝、铂-铱合金丝等。3、制备方法：主要有电化学腐蚀法、机械成型法等。4、技术难点：针尖的大小、形状和化学同一性不仅影响着扫描隧道显微镜图象的分辨率和图

5、象的形状，而且也影响着测定的电子态。②原子力显微镜（AFM）探针（上图为原子粒显微镜探针工作原理，其工作形态分为恒力模式和恒高模式）原子力显微镜描述原子力显微镜（AtomicForceMicroscope，AFM），一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测

6、这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面结构信息。AFM探针表面形貌图AFM探针产品分类表产品名称产品分类产品原理产品优点产品缺点产品规格产用用途备注原子力显微镜（AFM）探针接触式探针利用探针和待测物表面之原子力交互作用(一定要接触)。在较大的作用力下可得较佳分辨率。过大的作用力会损坏样品。探针针尖半径一般为10到几十nm。微悬臂通常由一个一般100~500μm长和大约500nm~5μm厚的硅片或氮化硅片制成。典型的硅微悬臂大约100μm长、10μm宽、数微米厚。表面科学、纳米技术领域、生物电子等领域。耗

7、材，损耗率很高非接触式探针利用原子间的长距离吸引力来运作。由于探针和样品没有接触，因此样品没有被破坏的问题。在空气中的分辨率较低耗材，损耗率较上大幅降低轻敲式探针将非接触式AFM改良，将探针和样品表面距离拉近，增大振福，使探针再振荡至波谷时接触样品由于样品的表面高低起伏，使的振幅改变，再利用接触式的回馈控制方式，便能取得高度影像。分辨率界于接触式和非接触式之间，破坏样品之机率大为降低，且不受横向力的干扰。对很硬的样品而言，针尖仍可能受损。中和上述两款产品的优点，产品综合水平得到大幅提升③磁力扫描探针显微镜（MFM）探针（上图为

8、磁力扫描探针的工作原理图磁力显微镜(MFM)采用磁性探针对样品表面扫描检测，检测时，对样品表面的每一行都进行两次扫描：第一次扫描采用轻敲模式，得到样品在这一行的高低起伏并记录下来；然后采用抬起模式，让磁性探针抬起一定的高度(通常为10～200nm)，并按样品表面起伏轨迹进行第