spm(掃描式探針顯微鏡)一般用語(yǔ)

1、SPM(掃描式探針顯微鏡掃描式探針顯微鏡)一般用語(yǔ)一般用語(yǔ)?SPM(掃描式探針顯微鏡；掃描式探針顯微鏡；ScanningProbeMicroscope)于試料表面以微小探針掃描，探針與試料間相互作用的物理量(穿隧電流、原子間力、摩擦力、磁力力等)檢測(cè)，對(duì)于微小領(lǐng)域的表面形狀檢測(cè)及物性分析等行為的總稱。主要代表SPM的有STM(掃描式穿隧電流顯微鏡)、AFM(原子力顯微鏡)等。?STM(掃描式穿隧電流顯微鏡；掃描式穿隧電流顯微鏡；Scan

2、ningTunnelingMicroscope)使用導(dǎo)電性探針與試料間微小電流的利用，對(duì)探針與試料間的距離掃描控制，以分析試料表面形狀，獲得原子級(jí)圖像的SPM。使用測(cè)定試料必須為導(dǎo)電性材質(zhì)。?AFM(原子力顯微鏡；原子力顯微鏡；AtomicFceMicroscope)于撓性微懸臂先端的探針與試料表面微小作用力的接觸，控制微懸臂的受力值，對(duì)探針與試料間的距離掃描控制，以分析試料表面形狀，獲得原子級(jí)圖像的SPM表面形狀。另外可區(qū)分為接觸式(

3、DCmode)與非接觸式(ACmode)二種類型的AFM。使用測(cè)定試料可為導(dǎo)電性材質(zhì)或絕緣體，亦可探測(cè)試料表面物性(摩擦力粘彈性表面電位等)的應(yīng)用。?LFM(側(cè)向摩擦力顯微術(shù)；側(cè)向摩擦力顯微術(shù)；LateralFceMicroscopy)接觸式AFM模式下可探測(cè)試料的摩擦力分布，LFM屬于SPM的探測(cè)方式之一。針對(duì)試料的Y軸方向側(cè)振動(dòng)，此時(shí)探針連桿產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角度訊號(hào)可求得摩擦力分布的圖像。試料面的凹凸對(duì)連桿扭曲的形狀影響較小。?FFM(摩

4、擦力顯微術(shù)；摩擦力顯微術(shù)；FrictionFceMicroscopy)接觸式AFM模式下可探測(cè)試料的摩擦力分布，F(xiàn)FM屬于SPM的探測(cè)方式之一。主要根據(jù)探針連桿扭轉(zhuǎn)方向變化(扭轉(zhuǎn)角度范圍的設(shè)定值為90至90)，此時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角度訊號(hào)(FFM訊號(hào))可求得摩擦力分布的圖像。主要應(yīng)用于無(wú)法試料表面形狀判別的材質(zhì)性問(wèn)題，如參雜物分布的狀況調(diào)查。FFM訊號(hào)的正負(fù)及強(qiáng)度是由連桿扭轉(zhuǎn)方向變化決定，而且試料面的凹凸部分也會(huì)影響連桿扭曲的形狀。?相位模式

5、相位模式(相位測(cè)定；相位測(cè)定；PhaseMode)SPM的測(cè)定模式的一種，在非接觸式的AFM模式下，利用相位的變化差異測(cè)定表面物性的方式。主要應(yīng)用于試料表面，由于吸著力與粘彈性等特性造成探針撓性連桿振動(dòng)的位相變化，使用相位模式探測(cè)可得到較佳的影像，且可與表面形狀同時(shí)測(cè)定。帶電的試料、柔軟的試料，且其吸著力強(qiáng)時(shí)，使用相位模式的探測(cè)較有利。?VEAFM(微粘彈性測(cè)定微粘彈性測(cè)定原子力顯微鏡；原子力顯微鏡；ViscoelasticAFM)非觸

6、式AFM模式探測(cè)與試料與VEAFM為不同的作業(yè)方式、VEAFM屬于SPM的探測(cè)方式之一。方法為于試料Z方向施與微小周期性振動(dòng)、使探針連桿產(chǎn)生撓性的振幅變化、且振幅分解為sin.cos成分、求得微粘彈性力分布的圖像。?SMM(表面電位顯微鏡：表面電位顯微鏡：ScanningMaxwellstressMicroscope)表面電位分布的測(cè)定、屬于SPM的探測(cè)方式之一。探針尖端與試料間產(chǎn)生電場(chǎng)作用、此時(shí)的靜電力與探針振動(dòng)發(fā)生交互作用、此狀況下

7、可求得試料微小區(qū)域的表面電位微分布的圖像。?KFM(表面電位顯微鏡：表面電位顯微鏡：KelvinProbeFceMicroscope)非觸式AFM模式探測(cè)下表面電位分布的測(cè)定、屬于SPM的探測(cè)方式之一。探針尖端?(管型掃描儀管型掃描儀)Scanner管型掃描儀的優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、但對(duì)于大平面掃描時(shí)會(huì)產(chǎn)生數(shù)nm～數(shù)十nm歪斜產(chǎn)生。此歪斜于測(cè)定資料時(shí)將使用補(bǔ)正程序使之緩和。?壓電材料壓電材料電壓材料的特性為當(dāng)改變給予電壓時(shí)材料的形狀亦改變(反

8、之易然)、且可有高頻的響應(yīng)、應(yīng)用層面極廣。?PZT((Pb(ZrTi)O3))屬于電壓材料的一種。應(yīng)用于SPM的掃描機(jī)構(gòu)致動(dòng)器。PZT的電壓分辨率約為0.1～數(shù)nmV的程度、使用于型變小的工具上。此外、低電壓亦可有大的變形量、板狀壓電材料的利用如震動(dòng)器、薄型加工的壓電材料將電極交互積層成一體與積層型(伸縮方向)等的構(gòu)造研發(fā)中。?粗動(dòng)機(jī)構(gòu)粗動(dòng)機(jī)構(gòu)就SPM而言、為達(dá)到探針與試料間的距離調(diào)整、Z方向的動(dòng)作調(diào)整機(jī)構(gòu)。使用步進(jìn)馬達(dá)控制。高速與低速

9、2種。?微動(dòng)機(jī)構(gòu)微動(dòng)機(jī)構(gòu)就SPM而言、為達(dá)到探針與試料間的距離調(diào)整機(jī)構(gòu)。一般為壓電材料組立成的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)。?探測(cè)探測(cè)SPM試料表面掃描的探測(cè)總稱。?懸臂粱懸臂粱連接探針頭與挾持片本體的撓性懸臂粱亦為探測(cè)時(shí)主要運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。?探針探針直接與試料表面接觸的針頭直約為一個(gè)至數(shù)十個(gè)原子的尖端亦可使用奈米碳管制作。?光杠桿方式光杠桿方式懸臂粱背面受雷射光的照射而反射光產(chǎn)生位置變化及放大作用的統(tǒng)稱(光路的變化)再利用光檢出器檢出位移量獲得變動(dòng)訊號(hào)、如懸