扫描隧道显微镜和原子力显微镜

 在微观领域对物质进行观察和研究中,人们发明了各种显微镜。但是光学显微镜由于受到光的波长的限制而无法达到很高的分辨率,Ｘ射线衍射技术则要求观察样品必须是晶体,透射电镜则需要对观察样品进行超薄切片。所有这些要求使人们的观察受到了限制,因此人们开始研制更加先进的显微镜。１９８２年宾尼格、罗雷尔及其同事们成功地研制出世界上第一台扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）,导致了显微领域中的一场革命,并在它的基础上研制出一系列的扫描探针显微镜,如原子力显微镜、磁力显微镜和激光力显微镜等。ＳＴＭ的出现使人类第一次可以实时地观测单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理性质和化学性质。     

原子力显微镜

1981年G.Binnig和 H.Rohrer研制了第一台扫描隧道效应显微镜(STM)[1].STM是利用样品表面和探针之间的隧道电流进行观测的.由于隧道电流对针端与样品之间的距离极端敏感,当针端在样品表面上扫描时,若样品表面结构有极小的起伏,就会使隧道电流有可观的变化,于是STM就可以通过反馈机构用压电元件控制针端运动,使隧道电流恒定,也就是使针端与样品表面之间的距离保持恒定,这样再用计算机处理针端的运动数据,就可以在荧光屏或绘图仪上显示出小到原子尺度的表面特征.不过STM要用电子隧道电流,因而不能直接用来检验绝缘体.1986年,G.Binnig等…     

正电子显微镜

用正电子代替电子作为人射束流可组成新的显微镜．正电子从固体表面的重发射受表面和表面层下空位型缺陷的影响，因此正电子显微镜可用于无损探测扣研究表面层下的缺陷．     

超声显微镜

声学显像是声学技术的一个重要方面。它为人们提供了不透光物质内部结构的声学像,在工业、医学、科学研究中得到广泛应用。但是,以往的声学显像技术,工作频率在兆赫级,分辨率较低,只能辨别毫米级的结构。随着科学技术的发展,需要研究和观察微米级结构,并显示其图像。超声显微镜的研制成功,是声学显像技术的一大进展,它使声学显像分辨率提高了约三个数量级。     

显微镜概述

 人类总要不断探索微观领域的秘密,要亲眼见到超微尺度的自然现象,显微镜是人们所能依赖的最好工具。在历史的长河中,显微镜经历了光学显微镜,电子显微镜,扫描隧道显微镜,扫描探针显微镜的漫长历程。由于显微镜的研制也曾造就了四位诺贝尔物理奖得主,显微镜促进了科学技术的发展,特别早期对生物医学领域做出重要贡献,而科学技术的发展及理论突破又是产生更新型显微镜的温床和催化剂。一、光学显微镜人类对于生物微观世界的认识,有着一段漫长的历史,与显微镜的发明与改进密切相关。     

原子力显微镜

研制成功了一台使用光学偏转法检测的原子力显微镜，通过对云母、光栅、光盘等样品的观测证明仪器达到原子分辨率，最大扫描范围可达７μｍ×７μｍ。文中将对这台原子力显微镜的原理、结构及一些应用结果进行讨论。     

扫描隧道显微镜

近几年来,利用在真空中金属表面隧道效应的原理来设计的扫描隧道显微镜(ScanningTunneling Microscopy,缩写为 STM),它真实、直观,且具有0.1nm量级的超高分辨率.由于它的分辨率低于元素晶体的晶格常数(一般<1nm),因此它是研究固体表面原子结构的理想实验手段之一.1983年用它首次在实时空间内观察到Si(111)表面7×7的大元胞[1],在科学界引起强烈的反响.STM的最新进展表明,它将在原子尺度范围内帮助人们揭示表面原子的运动规律,可广泛用于研究固体表面原子结构和外来原子在表面的吸附等问题,为探讨吸附、催化和腐铀等机理以及利用表面效应…     

LDM长距离显微镜

长距离显微镜破除了只能近距离观测的传统，使微观观测可在高温、高压、有腐蚀气体的环境中进行，可广泛用于材料微观观测、化工、医学、司法鉴定等各个领域，本文着重介绍中科院上海天文台研制成功的ＬＤＭ－Ⅱ型长距离显微镜光学、机械结构特点及各种性能指标，用户正利用其独特的功能从事各种不同领域的工作。     

扫描隧道显微镜

十七世纪末期,Leeuwenhoek发明光学显微镜,用来观察单细胞和细菌.虽然现代光学显微镜已达到了高度发展,但由于它本身的物理局限性(平均可见光的波长比单个原子尺度大两千倍),不可能用于探测原子结构的秘密. 电子显微镜是一种高分辨率、用途广泛的物质分析工具,它非常成功地提供了晶体材料的体特性.但是,除了特殊的条件外,用电子显微镜分析表面原子结构是困难的. 离子显微镜是一种结构简单,对表面特别灵敏,能直接观察表面单个原子的表面分析工具.三十多年来,场离子显微镜已成功地提供了各种耐熔金属和某些半导体单晶材料表面原子结构,以及表…     

扫描隧道显微镜

 １９８２年,Ｂｉｎｎｉｎｇ和Ｒｏｈｒｅｒ研制成世界上第一台扫描隧道显微镜ＳＴＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）,是目前唯一具有原子级分辨率的实空间成像技术,当这两位科学家用ＳＴＭ观察到高序石墨表面原子的图像时,人们对微观世界的认识一下子从幻想和抽象的分析飞跃到对原子的直接观察和操纵．ＳＴＭ和其它的传统显微镜相比,光学显微镜、扫描电子显微镜的分辨率不够,而高分辨的透射电子显微镜虽然能够达到较高的分辨率,可它的制样异常麻烦,破坏了样品,而且在测量过程中离不开真空环境．ＳＴＭ因其可直接观察物体表面原子结构而不会对样品表面造成任何损伤.     

普通显微镜改装成相衬显微镜的一种新方法

本文提出了一种新的相衬显微镜的光路系统,这种系统非常适用于将普通显微镜改装成相衬显微镜。首先,叙述了相衬法的基本原理;接着提出了一种将相衬板置于物镜前方的相衬显微镜系统,并运用傅里叶光学证明了在非柯勒照明条件下在物镜前方确实存在物体的频谱面。这种相衬显微镜系统对于将普通显微镜改装成相衬显微镜来说,不仅简单实用,而且杂散光小,有利于提高灵敏度。     

新型光学显微镜

德国的几位科学家发明了一种新型的高分辨显微技术，与其他的光学显微技术不同，这种新技术不需要探测来自观测对象的光子，而是依赖于测量金纳米天线靠近待观测样品时金纳米天线的本征性质（如共振频率和线宽）如何变化。     

光学显微镜简史

光学显微镜简史唐玄之，李明（南京农业大学基础科学学院，南京２１００１４）在历史发展过程中，显微镜分为单式显微镜和复式显微镜．现今所称的显微镜均是报复式显微镜。１单式显微镜的发展单式显微镜就是现今的放大镜。它的起源是从使用透镜观察昆虫之时算起，这大约是...     

扫描隧道显微镜

扫描隧道显微镜(Scanning tunneling microscopy,简称STM)是80年代初由IBM苏黎世实验室的Binnig、Rohrer、Gerber和Weibd发明的.这是一种近几年发展迅速的研究物质表面结构的新技术.1982年Binnig和Rohrer用他们研制的STM进行了第一次成功的实验,1983年又第一次用它看到了Si(7×7)重构表面的原子分     

迭频显微镜

本文扼要的叙述了一种新的提高显微镜分辨本领的方法——迭频成像方法,并给出了低倍物镜与中倍物镜的实验结果。     

光学显微镜与CCD监视器组合的原子力显微镜

研制了一种与光学显微镜结合并配置 CCD 监视器的原子力显微镜,可同时获得样品的原子力显微镜图象及光学图象.已能分辨出5纳米的精细结构,最大扫描范围可达2μm.文中给出了本仪器获得的一些样品图象结果.     

多种显微镜介绍

显微镜是微观研究领域的科技工作者观察了解微观世界所必需的科学研究工具。根据被观测对象、放大倍数、分辨率、精密程度以及用途要求的不同,显微镜可以分为不同种类。     

显微镜技术简介

人类仅仅用自身的眼睛和双手来认识世界和改造世界是很有限的，人的眼睛能够直接分辨物体的最小间隔为0．07mm，人的双手也无法对微小物体进行精确的控制和操纵．但自80年代以来人们先后发明了形式多样、分辨率极高的新一代显微镜．