三维超分辨荧光和形貌显微镜联用系统的研制

搭建了一种联用超分辨荧光和三维形貌显微成像系统(Correlative super-resolution fluorescence and three-dimensional topography imaging microscopy),以聚合纤维状肌动蛋白(F-actin)为例,评价了此联用系统的性能。实验结果表明,此联用仪器具有纳米级分辨率的三维形貌及具体成分的定位分布成像功能,可实现在形貌图中定位具体成分的功能,表明此联用仪器可应用于研究分析细胞骨架及细胞亚结构(如细胞膜蛋白质聚集体的组成和分布特性等)方面,此联用系统在生命科学和材料科学等领域具有广泛的应用前景。     

Ir(111)表面石墨烯中缺陷的原子结构确认

识别和解析石墨烯中缺陷的精确原子结构是研究不同类型缺陷的物化特性,实现石墨烯物性调控的前提,可以为在原子尺度研究石墨烯缺陷的构效关系提供重要的实验依据.本文结合扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)确认了在Ir(111)表面生长的石墨烯中自发形成的缺陷,以及通过离子轰击方法在石墨烯中引入的多种缺陷结构,包括单空位缺陷、非六元环拓扑结构以及石墨烯层下的基底缺陷.     

基于AFM的固液界面表面电荷密度测量方法

固液界面的表面电荷会影响微纳流体系统的流体阻力,因此如何测量固液界面的表面电荷密度以及分析表面电荷的产生机理对于研究表面电荷对流体阻力的影响具有较大的意义。提出了一种基于接触式AFM的固液界面表面电荷密度测量方法。基于该方法测量了浸在去离子水和0.01 mol/L的NaCl溶液中的高硼硅玻璃和二氧化硅样本的表面电荷密度,并研究了溶液pH值对表面电荷的影响。研究结果表明高硼硅玻璃和二氧化硅由于表面硅烷基的电离带负电。溶液pH值和离子浓度的增加都会增加浸在去离子水和0.01 mol/L的NaCl溶液中高硼硅玻璃和二氧化硅的表面电荷密度的绝对值。     

电子自旋共振扫描隧道显微镜

单电子自旋极有可能发展成为未来信息学的基础。以电子自旋为核心的新型单分子或单原子器件将最终成为基本信息单元,基于单电子的自旋态将有可能构筑未来量子计算机的量子比特。但是,如何实现对单个电子自旋及其相干态和纠缠态的测量和控制,目前仍然是一个很大的挑战。作为调控单个电子自旋的重要实验手段,电子自旋共振扫描隧道显微镜的发展一直备受关注。文章简要介绍了电子自旋共振扫描隧道显微镜的基本概念,阐述了其发展历史和最新进展,归纳了机理探索的研究成果,论述了该设备研发面临的挑战与对策,并对未来的发展和应用做了展望。     

MOCVD生长的InN薄膜中In分凝现象

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法不同生长条件下在c面蓝宝石衬底上制备了InN薄膜,通过不同的物理表征手段研究了InN薄膜的物理性质,结果表明:合适的生长温度可以抑制InN薄膜表面分凝现象。研究认为较低的生长温度使作为N源的NH3分解率较低,In—N的成键可能性小,导致In在表面聚集出现分凝;而较高生长温度时,InN薄膜中In—N键能较小,易发生断裂,反应活性较强的N和H原子逸离薄膜表面,In滞留在薄膜表面也导致In分凝现象的出现。相对于表面分凝的样品,未出现表面分凝的样品的薄膜晶体质量和表面形貌也得到了提高。同时,通过Raman散射谱研究了晶格振动E2声子模的应力效应。     

红外光谱-差示扫描量热法对聚烯烃共聚物中α-烯烃种类与含量的鉴别

利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究了与不同α-烯烃共聚合的多种聚乙烯,并对共聚物的结构和类型进行了定性分析.由1 378、1 369 cm-1处的峰位置和峰强度判断聚烯烃的种类,由770、 899、784 cm-1处的峰判断α-烯烃的种类.利用差示扫描量热(DSC)热分级方法确定熔融峰的位置,并对共聚物中α-烯烃的含量进行了定量计算.     

不同刺激条件下人外周血淋巴细胞超微结构与粘滞力的AFM分析

应用原子力显微镜（atomic force microscopy,AFM）探测了静息、脂多糖（LPS）或伴刀豆蛋白（ConA）活化的人外周血淋巴细胞的形态结构、超微结构及粘滞力特性。从AFM图像可知,经LPS或ConA刺激活化后的淋巴细胞比静息状态的淋巴细胞有所增大,并且表面分布着大小不一的颗粒状聚合物。利用AFM高空间分辨的力位移曲线测量系统,发现经LPS或ConA刺激活化后淋巴细胞的粘滞力是静息状态淋巴细胞的2~3倍。通过AFM探测淋巴细胞活化状态的可视化数据,可以更好地理解淋巴细胞的行为。     

基于扫描探针显微镜(SPM)的高密度信息存储

随着信息技术的飞速发展,高密度信息存储的研究成为国际上备受关注的研究领域。扫描探针显微技术（SPM）通过改变材料的光、电、磁等局域特性可以实现纳米尺度的信息存储,成为提高信息存储密度的最有效手段之一。本文从信息存储材料和技术角度综述了基于SPM的高密度信息存储最近的研究进展,并讨论了其将来的研究和发展方向。     

扫描电化学显微镜直接电沉积法构建葡萄糖氧化酶微米点

利用自制的凹形电极在铂基底电极上直接构建了葡萄糖氧化酶微米点. 首先, 将电聚合和电化学刻蚀法相结合制备了凹形铂微米电极. 然后将此种电极作为参比及辅助电极, 基底铂电极作为工作电极, 利用葡萄糖氧化酶在合适的条件下(浓度、一定量Triton X-100存在、电极电位等)由于电极表面pH的降低可以在铂电极上电沉积这一特性, 将酶固定在铂基底电极上, 微修饰得到了具有活性的葡萄糖氧化酶微米点. 最终用扫描电子显微镜和扫描电化学显微镜对所得微米点进行了表征. 所得微米点直径约20 μm, 且具有催化活性. 该方法简便, 干扰因素较少.     

用DSC研究1,2-丙二醇及其水溶液的协同松弛行为

为了验证基于位形熵的非线性Adam-Gibbs协同松弛模型(AGV)能否用于描述小分子氢键液体的协同松弛行为, 利用差示扫描量热法(DSC)测量了连续升降温条件下1,2-丙二醇及其四种水溶液在115～230 K之间的比热容, 利用曲线拟合技术获得AGV模型参数. 结果表明, AGV模型可以重现体系的实验比热容数据. 1,2-丙二醇表现出与其水溶液明显不同的松弛行为, 但水含量的变化对松弛行为的影响并不明显. 利用AGV方法和Johari方法分别对协同重排活化能(Δμ')和协同重排域(CRR)尺寸(z*)作了分析. 只有选择比聚合物大得多的某一协同重排位形数, 以AGV方法得到的z*才不至于没有物理意义. Johari方法的分析结果表明, T_g温度下1,2-丙二醇的CRR内有约3个分子, 但对应的协同重排位形数(W*)却较聚合物高出很多. Donth的基于热力学温度波动理论的分析表明, 1,2-丙二醇及其水溶液的CRR尺寸随组分的变化趋势可与Δμ'和非指数参数的分析结果相吻合, 但得到的1,2-丙二醇的CRR内有约350个分子, 从而和Johari的分析结果产生巨大差别.