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(gè)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(duì)各個(gè)學(xué)科研究產(chǎn)生的深刻影響，并且通過實(shí)驗(yàn)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(duì)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(zhǎng)過程中形成的晶界和層狀結(jié)構(gòu)，通過對(duì)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(gè)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(cè)材料表面漏磁場(chǎng)獲得了清晰的磁疇結(jié)構(gòu)。同時(shí)，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(cè)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(duì)氣液界面性質(zhì)的研究中，我們采剛測(cè)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(shí)，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(shí)，水面的穩(wěn)定性被破壞，此時(shí)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(shí)驗(yàn)