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《原子力显微镜系统》PPT课件汇报人PPT原子力显微镜系统操添加目录标题作流程0104原子力显微镜系统应原子力显微镜概述用案例0205目录原子力显微镜系统组原子力显微镜系统维成护与保养0306添加章节标题原子力显微镜概述原子力显微镜的定义和原理l定义原子力显微镜是一种利用原子间相互作用力来测量物体表面形貌和性质的仪器l原理原子力显微镜通过测量原子间相互作用力,如范德华力、静电力等,来获取物体表面的形貌和性质信息l应用原子力显微镜广泛应用于材料科学、生物医学、纳米技术等领域,用于研究物体表面的微观结构和性质l特点原子力显微镜具有高分辨率、高灵敏度、非破坏性等特点,能够提供物体表面的微观结构和性质信息原子力显微镜的发展历程l1986年,Binnig和Quate发明了原子力显微镜l1987年,Binnig和Quate发表了第一篇关于原子力显微镜的论文l1990年,原子力显微镜开始商业化l1997年,原子力显微镜被用于生物样品的成像l2000年,原子力显微镜被用于纳米尺度的力学测量l2010年,原子力显微镜被用于单分子测量原子力显微镜的应用领域纳米科学研究纳米尺度的物质结构和性环境科学研究污染物、污染物的吸附和质降解等环境问题生物医学研究细胞、蛋白质、DNA等生物电子学研究半导体器件的微观结构和性大分子的结构和功能能材料科学研究材料的微观结构和性能化学研究化学反应的微观过程和机理原子力显微镜系统组成原子力显微镜系统结构l扫描隧道显微镜(STM)用于观察样品表面结构l原子力显微镜(AFM)用于测量样品表面形貌和力学性质l扫描电子显微镜(SEM)用于观察样品表面形貌和成分l透射电子显微镜(TEM)用于观察样品内部结构l电子探针(EPMA)用于测量样品表面成分和元素分布l离子探针(IPMA)用于测量样品表面成分和元素分布原子力显微镜系统工作原理l原子力显微镜系统由扫描探针显微镜、扫描隧道显微镜和原子力显微镜组成l扫描探针显微镜通过扫描探针与样品表面的相互作用,获取样品表面的形貌和结构信息l扫描隧道显微镜通过扫描探针与样品表面的相互作用,获取样品表面的电子态信息l原子力显微镜通过扫描探针与样品表面的相互作用,获取样品表面的力学性能信息原子力显微镜系统主要参数扫描范围X、Y、Z三个方向扫描速度可调节,范围为
0.1-100μm/s扫描分辨率X、Y方向为
0.1nm,Z方向为
0.01nm扫描模式连续扫描、间歇扫描、点扫描等扫描温度可调节,范围为-196℃至1000℃扫描压力可调节,范围为
0.1-1000mN原子力显微镜系统操作流程样品准备与处理样品选择选择样品处理对样样品固定将样样品观察观察合适的样品进行品进行清洗、干品固定在样品台样品表面结构,观察燥等处理上记录观察结果原子力显微镜系统设置与调整l确保显微镜处于水平状态l调整显微镜的焦距和放大倍数l校准显微镜的扫描速度和扫描范围l检查显微镜的激光器和光源是否正常工作l调整显微镜的样品台和样品夹具,确保样品稳定且易于观察l检查显微镜的图像采集和处理系统是否正常工作原子力显微镜成像过程样品准备清洁、干燥、固定样品显微镜设置调整显微镜参数,如扫描速度、扫描范围等扫描成像开始扫描,获取样品表面图像数据处理对扫描数据进行处理,如降噪、平滑等结果分析分析图像,获取样品表面形貌、结构等信息报告撰写撰写实验报告,包括实验目的、方法、结果、讨论等图像处理与分析处理图像对采集到的图像进分析图像对处理后的图像进行预处理,如降噪、对比度调行定量分析,如测量样品的尺整等寸、形貌等采集图像使用原子力显微结果输出将分析结果以图表或报告的形式输出,便于后续镜系统采集样品的图像研究或应用原子力显微镜系统应用案例表面形貌测量与表征应用领域材料测量方法扫描测量对象表面测量结果提供表科学、生物医学、探针显微镜、原形貌、表面粗糙面形貌的详细信息,如表面粗糙度、表纳米技术等子力显微镜等度、表面缺陷等面缺陷等纳米材料研究与制备纳米材料具有特殊物理和化学性质的材料原子力显微镜用于观察和测量纳米材料的工具应用案例研究纳米材料的结构、性质和制备方法制备方法包括化学合成、物理沉积等应用领域电子、能源、生物医药等生物医学领域应用生物材料研究研究生物材料药物研发研究药物与生物的力学性能、生物相容性等大分子的相互作用细胞生物学研究观察细胞疾病诊断检测生物标志物,结构、细胞膜、细胞器等辅助疾病诊断和治疗其他领域应用案例生物医学领域研材料科学领域纳米技术领域研环境科学领域究细胞、组织、器究纳米材料的合成、研究材料的微观研究污染物的形官的结构和功能结构和性能结构和性能态和分布原子力显微镜系统维护与保养日常维护与保养流程定期清洁使用无尘布或专用清洁剂清洁显微镜表面检查部件检查显微镜各部件是否正常工作,如激光器、扫描器等校准定期进行显微镜校准,确保测量精度更换耗材定期更换显微镜耗材,如激光器、扫描器等记录维护情况记录每次维护保养情况,便于日后查询和维护常见故障排除方法检查电源确保电源稳定,无波检查软件检查显微镜系统软件动是否正常运行,有无错误提示添加标题添加标题添加标题添加标题检查硬件检查显微镜系统各部检查环境确保实验室环境稳定,件是否正常工作无振动、噪音等干扰因素定期检查与校准要求定期检查每月校准要求每年维护保养定期记录保存每次进行一次全面检进行一次校准,清洁光学系统、检查和校准的结查,包括光学系确保仪器性能稳机械系统、电子果应记录在案,统、机械系统、定可靠系统等,保持仪便于日后查询和电子系统等器清洁、干燥、分析无尘总结与展望原子力显微镜系统优势与不足之处总结优势高分辨优势可应用不足之处操不足之处对样品表面形貌和结率、高灵敏度、于多种材料和作复杂、需要构的观察有一定非破坏性、可样品,如生物专业人员操作、的局限性,如无实时观察样品样品、纳米材成本较高法观察深层次的表面形貌和结料、半导体材结构构料等未来发展趋势与展望技术进步原子力应用领域原子力显市场需求随着科学技术挑战原子力显微镜的应用领域不断研究和工业应用的需微镜技术仍面临一些显微镜技术不断进扩展,包括生物医学、求不断增长,原子力挑战,如提高分辨率、步,分辨率和灵敏材料科学、纳米技术显微镜的市场规模将降低成本等,需要进度不断提高等持续扩大一步研究和改进感谢您的观看汇报人PPT。