原子力显微镜的构造、性能和使用方法

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1、原子力显微镜的构造、性能和使用方法上海光学仪器厂http://www.sgaaa.com主要内容一、目的与要求二、构造、原理及功能三、试验器材四、基本操作五、思考题http://www.sgaaa.com一、目的与要求了解原子力显微镜的基本构造、原理及用途学习使用原子力显微镜的基本操作技术学会利用原子力显微镜扫描生物样品的形貌，分别扫描出接触模式和轻敲模式下几种菌的形貌图。http://www.sgaaa.com二、构造、原理及功能DIMultiModeV扫描探针显微镜CCDCamera控制器激光头2.1原子力显微镜的构造防震台扫描管

2、2.1原子力显微镜的构造二、构造、原理及功能激光头悬臂夹2.1原子力显微镜的构造二、构造、原理及功能探针2.1原子力显微镜的构造二、构造、原理及功能A扫描管：0.4μm×0.4μm×0.4μmE扫描管：12μm×12μm×3μmJ扫描管：120μm×120μm×5μmPF扫描管：40μm×40μm×20μm2.1原子力显微镜的构造二、构造、原理及功能2.2原子力显微镜的工作原理检测器能精确检测到反射激光光斑上下左右的移动。此信息经反馈系统转化为控制压电扫描器的电压信号。样品表面每一点上压电扫描器的起伏信息被计算机记录,经信号转换处理后

3、获得样品图象。二、构造、原理及功能三种基本操作模式：接触式（contact）非接触式（non-contact）轻敲式（tapping）http://www.sgaaa.com2.3工作模式二、构造、原理及功能2.4主要测量功能表面物理特性的表征摩擦力和其它表面力(LFM)磁场力(MFM)电场力及表面电势(EFM/SPM)力曲线/力曲线分布图谱定量力学参数电化学反应(ECM)三维成像样品表面三维形貌结构（纳米至微米尺度的三维测量）二、构造、原理及功能三、试验器材菌种：氧化亚铁硫杆菌，氧化硫硫杆菌，大肠杆菌，枯草芽孢杆菌等在云母片上的烘干

4、样仪器与其他用具：DIMultiModeV扫描探针显微镜、扫描光、探针、镊子等四、操作步骤开机：电脑—控制器—软件打开安装：1、把接触（轻敲）模式探针安转在悬臂夹中2、把制备好的样品放在扫描管的上4.1开机安装3、取下激光头，把装有探针的悬臂夹放入激光头中，用激光头后面的锁紧螺丝把悬臂夹锁紧4、把激光头放回扫描管上，注意探针与样品表面之间的距离，不要让探针碰到样品5、调整针尖接近样品上方，并调整激光点到探针尖端的背面4.1开机安装四、操作步骤6、用CCDCamera的粗调螺丝上下移动CCDCamera，在监视器上找到样品的表面，用Ba

5、se上的Up，Down扳手把探针慢慢往下降，直到在监视器上看到模糊的探针。如果样品是透明的，在监视器上将看不到样品的表面，这时我们以监视器上探针与探针的像将近重合为标准来确定探针在样品正上方的高度四、操作步骤4.1开机安装7、调整激光头后面的发射镜调整螺丝，使得Base底部椭圆区域的SUM值达到最大，对于接触模式的氮化硅（单晶硅）探针，它一般在5-9（1.5-3）之间8、调整光检测器，使得Base底部的HOR2值为0，VERT值为-1~-2（0）之间四、操作步骤4.1开机安装1、从菜单中选择显微镜，Tools/selectmicros

6、cope,从对话框中选择MultiModeV，点OK2、从Tools/selectscanner对话框中选择所用的扫描管类型，点OK3、从file中选择openworkspace,选择contactmode（tappingmode）根据需要设置Scansize4、接触模式不执行此步，轻敲模式要先点击tune按钮，进入cantilevertune界面，点击autotune按钮，计算机自动找寻探针的共振频率，对于普通的Rtesp探针，此频率大约在200-400kHz之间，当tune完成后，返回realtime模式。5、然后点击engage

7、按钮，计算机开始自动下针，当针接触到样品并且弯曲量达到预先设置的setpoint值时，扫描管开始扫描四、操作步骤4.2软件设置步宽开始终止快扫方向慢扫方向步宽越小,单位面积上采集的数据越多。而步宽是由扫描速度决定的,因此当扫描范围较大时,应该选择较小的扫描速度,这样采集的数据才足够多。由于压电陶瓷扫描器固有的误差,在扫描过程中会产生一定的漂移,特别是当扫描范围小于50nm×50nm时,可能造成所选区域的某行重复扫描,从而造成假象,所以此时应该选用较大的扫描速度而减小误差。四、操作步骤4.3测试过程中参数的选择1、观察trace、ret

8、race曲线，看看着两条曲线的重合性，如果着两条曲线不重合，可通过调整integralgain,proportionalgain，setpoint和scanrate来使得着两条线尽量重合。调整integralgain和p