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原子力显微镜

原子力显微镜（atomic force microscope，简称AFM），也称扫描力显微镜（scanning force microscope，SFM）是一种纳米级高分辨的扫描探针显微镜，优于光学衍射极限1000倍。原子力显微镜的前身是扫描隧道显微镜，是由IBM苏黎士研究实验室的海因里希·罗雷尔（Heinrich Rohrer）和格尔德·宾宁（Gerd Binnig）在上世纪80年代早期发明的，他们之后因此获得1986年的诺贝尔物理学奖。

格尔德·宾宁、魁特（Calvin Quate）和格勃（Gerber）于1986年发明第一台原子力显微镜，而第一台商业化原子力显微镜于1989年生产的。AFM是在纳米尺度操作材料，及其成像和测量最重要的工具。信息是通过微悬臂感受和悬臂上尖细探针的表面的“感觉”来收集的，而压电元件可以控制样品或扫描器非常精确的微小移动，用导电悬臂（cantilever）和导电原子力显微镜附件则可以测量样品的电流偏压；更高级的仪器则可以测试探针上的电流来测试样品的电导率或下表面的电子的移动，不...

原子力显微镜简介资料

发明时间

1985 年

发明者

海因里希·罗雷尔、格尔德·宾宁

相关人物

成就

原子力显微镜相关文献

超显微镜

原理因为在胶体分散系中存在着显著的散射现象，所以可以从与入射光垂直的方向观察胶体粒子的散射光。在观察时，入射光并未正对着显微镜，因此观察的背景是暗的，因此称为暗视场显微镜。如果使用它来观测溶胶，看到的是在暗背景下做无序运动的胶体粒子的发光点。即超显微镜无法准确观察到胶体粒子的结构以及其形貌，但可以证明胶体粒子的存在并知道胶体粒子在介质中的运动规律。同时也能计算出胶团量。超显微镜的光路示意图

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原子力显微镜

工作原理原子力显微镜的原理示意图：DetectorandFeedbackElectronics侦检器及回馈电路；Photodiode感光二极管；Laser激光；SampleSurface样品表面；Cantilever&Tip微悬臂及探针；PZTScanner压电扫描器AFM的关键组成部分是一个头上带有一个用来扫描样品表面的尖细探针的微观悬臂。这种悬臂大小在数十至数百微米，通常由硅或者氮化硅构成，其上载有探针，探针之尖端的曲率半径则在纳米量级。当探针被放置到样品表面附近的地方时，悬臂上的探针头会因为受到样品表面的力而遵从胡克定律弯曲偏移。在不同的情况下，这种被AFM测量到的力可能是机械接触力、范德华力、毛吸力、化学键、取向力、静电力、磁力（见磁力显微镜）卡西米尔效应力、溶剂力等等。通常，偏移会由射在微悬臂上的激光束反射至光敏二极管阵列而测量到，较薄之悬臂表面常镀上反光材质（如铝）以增强其反射...

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显微镜

发明最早的显微镜是16世纪末期（1590年）在荷兰制造出来，发明者是亚斯·詹森,荷兰眼镜商。同时另一位荷兰科学家汉斯·利珀希也制造了。后来有两个人开始在科学上使用显微镜，第一个是意大利科学家伽利略。他在1611年通过显微镜观察到一种昆虫后，第一次对它的复眼进行了描述。第二个是荷兰亚麻织品商人列文虎克（1632年-1723年），他自己学会了磨制透镜。他第一次描述了许多肉眼所看不见的微小植物和动物。用途物质成分分析。矿物质分析。分子、中子、原子…等分析。细胞、基因…等分析。细菌、病毒分析。金相分析集成电路生产中各种检测。电子器件检测，如晶振、连接器、液晶屏扽。种类显微镜种类光学显微镜光学显微镜的基本结构（二十世纪90年代）：1.目镜（又称为接目镜或眼透镜）2.物镜转换器3.物镜4.粗调旋钮5.微调旋钮6.载物台7.光源8.光阑和聚光器9.推进器（又称为推片器）光学显微镜的基本结构（二十世纪初期...

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原子

历史大约在两千五百年前，希腊哲学家对物质的组成问题争论不休。原子派认为物质在被无数次地分割之后，最终会小到无法分割。原子（atom）一词源自希腊语，意思是‘不可分割’。在1803年到1807年之间，英国化学家道耳顿发展了这些观点并将它用在它的原子学说中。他相信原子既不能被创造也不能被消灭。任何一个元素里所含的原子都是一样的。关于物质是由离散单元组成且能够被任意的分割的概念流传了几千年，但这些想法只是基于抽象的、哲学的推理，而非实验和实证观察。随着时间的推移以及文化及学派的转变，哲学上原子的性质也有着很大的改变而这种改变往往还带有一些精神因素。尽管如此，对于原子的基本概念在数千年后仍然被化学家们采用，因为它能够很简洁地阐述一些化学界的新发现。原子论原子论（英语：Atomism，来自古希腊语ἄτομον，atomos，含义为“不可分割”）是在一些古代传统中发展出的一种自然哲学。原子论者将自然世...

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荧光显微镜

原理荧光显微镜的原理图。样品被照射特定波长（或波段）的光，其被荧光团（英语：Fluorophore）吸收，导致它们发出更长波长的光（例如，和被吸收的光不同的颜色）。通过使用光谱发射滤片，该照明光被从弱得多的发射荧光中分离出来。近年来在生物学研究中，荧光标签被广泛地使用来标定生物分子，使荧光显微镜变得更加重要。它以水银灯或氙气灯（英语：Xenonarclamp）为光源，搭配具激发滤片（英语：Excitationfilter），发散滤片（英语：Emitionfilter）滤片组的光学仪器。目前被普遍使用的荧光显微镜，是属于落射荧光显微镜(Epi-FluorescenceMicroscopes，见右图)，是指激发光的来源和观察的位置(接目镜)，皆位于样品的同方，通过相同的光路。这些显微镜被广泛应用于生物学，并且是更先进的显微镜设计的基础，例如共聚焦显微镜或全内反射萤光显微镜(TIRF)。光源荧光...

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