论文部分内容阅读
本文对原子力显微镜(Atom Force Microscope,AFM)的基本理论、系统构成,AFM探针制备方法和AFM探针形貌对扫描图像质量的影响等作了较为全面的评述,指出了一些尚待探讨的问题。对其中AFM探针的较佳制备条件、AFM探针的形状和曲率半径与AFM图像质量之间的关系等具体问题进行了研究并得到了一些新的结果。
本文使用交流电化学腐蚀法,通过改变电压幅值来制作AFM的隧道探针。实验表明,先采用幅值为20V的50Hz交流电压对直径为0.32mm的钨丝进行初始腐蚀,经过适当时间再将交流电压调整为4V,并保持至腐蚀结束,可获得满足AFM需要的隧道针尖;另外,采用镍金属圆圈作为阴极来制作AFM微悬臂探针,让直径为0.085mm的钨丝穿过圆圈上的NaOH溶液薄膜中心,在幅值为4V的50Hz交流电压下进行腐蚀,直至钨丝下端脱落,可获得满足AFM需要的微悬臂探针。
利用所制备的钨针尖对云母进行了多次重复扫描,分别得出了其原子结构的透视与俯视形貌图,并将这些图像与针尖的形貌进行比较研究,得出AFM隧道探针尖端曲率半径对AFM图像分辨率影响较大,当隧道针尖的曲率半径大于250nm时,难以得到稳定的图象且容易出现过大隧道电流现象;当隧道针尖的曲率半径小于160nm时,图象清晰,分辨率高。探针形状在曲率半径相同时对图象质量的影响不明显。