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原子力顯微鏡探測到的原子力的由哪兩種主要成分組成?

點擊次數:190  發布時間:2022-10-31
  原子力顯微鏡是一種具有原子級別高分辨率的新型表面分析儀器,它不但能像掃描隧道顯微鏡(STM)那樣觀察導體和半導體材料的表面現象,而且能用來觀察諸如玻璃、陶瓷等非導體表面的微觀結構,原子力顯微鏡還可以在氣體、水和油中無損傷地直接觀察物體,大大地拓展了顯微技術在生命科學、物理、化學、材料科學和表面科學等領域中的應用,具有廣闊的應用前景。
  原子力顯微鏡掃描樣品時,利用傳感器檢測這些變化,就可獲得作用力分布信息,從而以納米級分辨率獲得表面結構信息。它主要由帶針尖的微懸臂、微懸臂運動檢測裝置、監控其運動的反饋回路、使樣品進行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計算機控制的圖像采集、顯示及處理系統組成。微懸臂運動可用如隧道電流檢測等電學方法或光束偏轉法、干涉法等光學方法檢測,當針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時,檢測該斥力可獲得表面原子級分辨圖像,一般情況下分辨率也在納米級水平。原子力顯微鏡測量對樣品無特殊要求,可測量固體表面、吸附體系等。
  原子力顯微鏡探測到的原子力的由哪兩種主要成分組成?
  原子力顯微鏡探針與樣品表面原子之間存在多種作用力,其中包括范德瓦耳斯力、排斥力、靜電力、形變力、磁力、化學作用力等。原子力顯微鏡使用時,會消除出來范德瓦耳斯力以及排斥力之外作用力的影響;再加上,除了以上兩種力之外,其他力本身也相對較小。
  因此,原子力顯微鏡探測到的原子力主要由范德瓦爾斯力以及排斥力組成。其中范德瓦耳斯力為吸引力,排斥力的本質為原子電子云之間的相互作用,其本質為一種量子效應。
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