光子扫描隧道显微镜的光电成像系统研究

本文论述了光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）的显微成像机理、成像规律，针对具体的物理模型进行数值模拟计算，并得到了与实际探测相一致的场分布规律。采用自行研制的光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）的显微实验系统对多种样品进行了表面显微成像研究，获得了关于样品表面三维立体图像信息，通过多种图像处理手段对原始图像进行后期处理，得到了更具视觉效果、更为逼真的样品表面图像。     

SSX型扫描隧道显微镜及材料表面粗糙度的检测

材料表面相糙度对其机械性能有很大影响,因此对粗糙度的检测是非常重要的。多年来人们一直努力发展粗糙度的检测技术,相继出现了干涉显微镜,接触式轮廓仪等仪器。这些仪器虽然能以较高的深度分辨率在常压下检测多种不同材料表面,但横向分辨率低。例如:接触式轮廓仪的最大横向分辨率只有100nm,即不能探测小于100nm的微观结构。扫描电镜虽然有较高的横向分辨率,但其深度分辨率较低,并且只能在真空环境中工作。八十年代初发展起来的扫描隧道显微镜(STM)开创了观测材料表面微观结构的新途径。这种仪器即使工作在大气环境中也能同时以很高的横向分辨率(最高～0.2nm)和深度分辨率(最高～0.01nm)给出金属、半导体等材料表面的三维图象。本文介绍了我们自己研制的STM并讨论了用STM     

高速原子力显微术研究进展

自1986年发明原子力显微镜以来,它已成为材料、生物以及纳米科技等许多领域的重要工具。由于常规原子力显微镜成像速度缓慢,在动态过程观测、工业生产线原位测量以及高密度信息存储等领域的应用受到限制,因此发展高速原子力显微术近年来已引起国内外的高度关注。本文综述了高速原子力显微术关键技术(包括:微小探针、高速扫描器设计和控制方法)以及应用等方面的最近进展。     

原子力显微镜图像小波去噪方法的研究

将小波阈值收缩去噪技术应用于原子力显微镜图像处理中,着重对阈值确定过程中阈值修正算法及阈值函数选取进行了讨论,对比了各种方法的优缺点,针对噪声较大的原子力显微镜图像,提出一种改进的修正阈值滤波方法,并给出了具体算法。采用原子力显微镜扫描的光盘膜图像对所提算法进行了实验研究,对采用不同阈值及阈值函数获得的结果进行了对比。该结果验证了所提方法的有效性。     

透射电子显微镜单色器的发展及应用

自1932年透射电子显微镜发明以来,透射电子显微学在基础理论、仪器研制及其在材料科学、生命科学等领域的应用得到了迅速发展,200kV场发射枪透射电子显微镜的点分辨率已达0.19～0.25nm,能量分辨率为0.7～1.0eV。进一步提高透射电子显微镜性能的关键在于降低物镜球差和电子束能量扩散等。球差校正器的发明使透射电镜的点分辨率已突破0.1nm,电子源色差已成为进一步提高电子显微镜信息分辨极限和电子能量损失谱能量分辨率的瓶颈。在场发射枪透射电子显微镜上增加单色器（能量过滤器）可有效降低电子束的能量色散,减小色差对电子显微镜性能的影响。本文介绍了Wien型、Ω型及Mandoline型等几种常见的能量过滤器的工作原理、结构、性能及其应用。     

扫描电子显微镜与扫描隧道显微镜联用装置

在ＫＹＫＹ－１０００Ｂ型扫描电子显微镜上所开发的与其联用的袖珍型扫描隧道显微镜主要有四个部分：（１）减震阻尼装置,（２）隧道探针,（３）探针扫描与逼近装置,（４）电子控制与图象采集系统。它的分辨率约为１ｎｍ,并用它观察了半导体光栅与硅上金膜的细微结构。     

弹道电子发射显微术

本文简单介绍了弹道电子发射显微镜（ＢＥＥＭ）的原理和应用，并给出了用自动研制的ＢＥＥＭ设备得到的一些实验结果。     

Optical polarization response at gold nanosheet edges probed by scanning near-field optical microscopy

Optical properties of metallic edge-like structures known as knife-edges are a topic of interest and possess potential applications in enhanced Raman scattering, optical trapping, etc. In this work, we investigate the near-field optical polarization response at the edge of a triangular gold nanosheet, which is synthesized by a wet chemical method. A homemade scanning near-field optical microscope(SNOM) in collection mode is adopted, which is able to accurately locate its probe at the edge during experiments. An uncoated straight fiber probe is used in the SNOM, because it still preserves the property of light polarization though it has the depolarization to some extent. By comparing near-field intensities at the edge and glass substrate, detected in different polarization directions of incident light, the edge-induced depolarization is found,which is supported by the finite differential time domain(FDTD) simulated results. The depolarized phenomenon in the near-field is similar to that in the far-field.     

Ar+8轰击石墨表面损伤的扫描隧道显微镜观测研究

报道了用10—112MeV能量的Ar+8离子轰击高定向石墨造成损伤的原子水平观测结果,给出了损伤形貌、损伤大小和损伤数密度.讨论了损伤与表面核能损的关系及损伤过程的可能机制.