原子力显微镜中液桥生成机理探讨

液桥是引起大气环境下原子力显微镜（AFM）图像失真的重要原因,同时也是大气环境下黏着力的主要成分.研究液桥对于成像机理和样品特性的理解有重要意义.提出了AFM液桥生成的物理机理,由3个不同的物理过程组成,即:挤出过程、毛细凝聚和液膜流动.这3种过程的特征平衡时间对认识液桥生成的动力学过程非常重要,挤出过程的平衡时间与接触方式有关,毛细凝聚的平衡时间在微秒量级,而液膜流动的平衡时间随液膜黏度不同变化较大.在此基础上分析了这3种形成机理在AFM不同的操作模式下对液桥体积、毛细力和耗散能的贡献.     

原子力显微镜探针振动的简化模型分析

为对原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)的微悬臂梁进行定性动力学特性分析,建立AFM微悬臂梁的简化模型,探讨AFM探针的受迫振动.通过理论计算得出AFM探针简化模型的运动方程,并得到振动波形,证明了AFM实际应用中的对称问题和"频漂"问题,并发现AFM简化模型的间歇式碰撞现象.用负弹簧模拟探针针尖与样品之间的长程引力,并通过理论计算探讨长程引力对AFM测量的影响.