扫描探针显微镜培训与开放管理北大核心

从实验室扫描探针显微镜的平台管理模式、仪器介绍与运行情况分析出发,针对扫描探针显微镜培训人员的选拔、培训的时间安排、培训的基本内容、培训的方式方法、其他功能的培训方法等多个角度对扫描探针显微镜的培训与开放管理进行了全面的分析,提出了扫描探针显微镜培训的新方法与管理新理念,加深学生对扫描探针显微镜的理论认识,加强同学们的动手能力,提高仪器的使用效率。     

扫描探针显微镜用碳纤维探针的电化学腐蚀制备方法

为了克服传统SPM金属探针的易变形、易磨损、使用寿命短等缺点,利用自主开发的电化学腐蚀控制电路,采用电化学腐蚀法制备了碳纤维探针,并研究了制备工艺条件对碳纤维探针形貌的影响。实验结果表明最佳制备工艺条件为:采用高模量的M55J碳纤维,腐蚀起始电压为4V,参考电压为1V,电解液为4mol/L的NaOH溶液。在此工艺条件下制得了尖端曲率半径约为30nm的碳纤维探针,制备的成功率在50%以上。在室温、大气环境条件下,用上述碳纤维探针对高定向裂解石墨表面进行STM扫图,图像呈现清晰的石墨台阶,说明采用电化学腐蚀法制备的碳纤维探针性能稳定,满足SPM使用的要求。     

扫描探针显微镜在机械教学中的应用

介绍扫描探针显微镜教学演示软件。该软件将CAI技术和SPM技术结合在一起，主要运用文字说明，静态图像，三维动画，模拟仿真等方法，对SPM的初学者进行了SPM的原理介绍和使用培训，可以大大缩短他们的学习时间，并能使其在较短的时间内对SPM有个较为深入和全面的了解。     

用扫描探针显微镜测量材料表面电学和磁学特性

扫描探针显微镜是用于测量材料表面不同性质的一类仪器。扫描探针显微镜在测量材料表面电学和磁学特性方面的测量技术发展较快。本文简要介绍了电场力显微镜、磁力显微镜的测量原理，着重对新发展的测量技术的原理及应用进行了描述。     

自制扫描隧道显微镜探针尖的比较研究

探针对扫描隧道显微镜成像起至关重要的作用。本文分别对电化学腐蚀法自制的钨丝探针和剪切法制得的铂铱探针进行扫描光栅图像比较分析。结果表明,相比铂铱探针,钨丝探针虽然制备繁琐,反应条件不易控制,但是尖锐轴对称形的钨丝探针扫描样品形貌更加细微,用作扫描隧道显微镜探针时扫描成像质量高。该研究为扫描隧道显微镜探针的选用提供了依据。     

扫描探针显微镜对纳米尺度铁电畴极化反转的研究

利用扫描探针显微镜(SPM)的压电响应模式(PFM)和电场力响应模式(EFM)对PbTiO3/Pb(Zr0.3Ti0.7)O3/PbTiO3(PT/PZT/PT)夹心结构铁电薄膜的自发极化与纳米尺度电畴反转行为进行了研究。SPM的PFM对薄膜电畴的极化反转研究表明,在相同的有限电压下,薄膜的电畴因不同结构而不能全部反转而取向一致;同时,不对称电极产生的内建电压(场)会导致不同方向上极化反转电压的不同。SPM的EFM不宜用来研究铁电薄膜的自发极化电畴结构,但对电畴的取向极化有较高的区分度,适于研究电畴的取向极化。经正电压极化后,极化的区域呈高电势的亮区;经负电压极化后,表现为低电势的暗亮度区域。     

扫描探针显微镜外接扩展Ⅰ/Ⅴ装置的设计与实践

近些年来,各种功能材料纳米区域的伏安特性得到越来越多的关注,并已有大量相关研究成果发布.这些科研的实验工作大多由扫描探针显微镜来完成,然而商用仪器的技术指标固定,提供的直流电压和电流的测量范围有限.通过对日本精工SPA-400扫描探针显微镜的Ⅰ/Ⅴ装置进行基于单片机系统的扩展二次开发,结合自行开发的软件包,大大提高了原系统的Ⅰ/Ⅴ测量范围,可适合多种晶体样本的测量.该设计避免了重新投入造成的成本浪费,值得推广采用.     

扫描隧道显微镜的理论研究与应用

根据量子力学中的隧道效应,扫描隧道显微镜已研制成功,在此基础上发展形成了一系列扫描探针显微镜,并在科学研究中得到了广泛的应用。文章通过对扫描隧道显微镜的理论与应用研究的阐述,指明了它在纳米科技发展中的重要作用。     

扫描隧道显微镜简介

作为研究物质微观结构的有力工具,扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscopy）与其它种类的显微镜相比,它的分辨本领却可以达到10—10米．以量子力学为基础的扫描隧道显微镜,可以在大气、液体、真空状态下工作,可以在4．2K到1000K之间的温度下工作;并且对样品也无特殊要求,可以测量单晶、多晶、非晶等样品表面;特别是扫描隧道显微镜可以与其他实验设备结合,应用更加有效、灵活．因此,扫描隧道显微镜在物理学、化学、生物学、纳米材料等领域中都得到了深入而广泛的应用,并取得了一系列重要的研究成果．     

电化学腐蚀制备原子力显微镜探针

研究了实验室条件下采用电化学腐蚀方法制备原子力量微镜探针的工艺及实验参数对探针腐蚀精细程度的影响。实验设备虽然简单,但能制备出实用的探针。在制备过程中变量较多,可操作性强,使学生能深刻理解探针与样品表面相互作用过程,并对原子力显微镜的应用有初步的了解。     

原子力显微镜及其在病毒研究中的应用

原子力显微镜a(tomic force microscope,AFM)具有比光镜、电镜更高的放大倍数和极高的分辨率,能在接近生理条件下对生物样品直接表征以及制样过程简单易行等独特优势,已成为生命科学研究中的重要工具.主要概述了原子力显微镜的工作原理及其在病毒学领域的应用进展.     

纳米二硫化钼的制备及AFM表征

利用硫化铵与钼酸铵为反应物，在适宜的分散剂与超声帮助下，通过快速液相沉淀法制备出三硫化钼，再通入高纯氢气，将三硫化钼加热分解，制备出二硫化钼。X射线衍射结果表明获得的三硫化钼是典型的非晶态MoS3，二硫化钼为2H-MoS2；通过原子力显微镜发现，制备的二硫化钼的平均粒径为70nm左右。     

原子力显微镜应用于本科实验教学的探索

将原子力显微镜应用于本科综合实验教学,使学生熟悉仪器的使用方法,提高了学生综合实验能力,培养学生的科研意识和创新精神,为学生今后进一步开展科研活动打下了良好的基础。通过实践不仅促进了大型精密仪器与本校光电信息工程本科实验教学的有机结合,而且推动了研究型学习和创新性教学方式的改革。     

原子力显微镜观察DNA与内切酶的相互作用

原子力显微镜是观察DNA与内切酶相互作用比较有效的研究技术。实验中,首先把不同种类的内切酶与DNA在含有钙离子的缓冲液中培育30 min,再通过原子力成像观察其相互作用后的复合物形貌。结果表明,二聚体内切酶EcoRV会结合到λ-DNA的单个识别位点,最终形成珠串状结构,而且对DNA有弯曲作用;另一类型四聚体内切酶BspMI除了可以结合λ-DNA的单个位点外,还可以结合2个识别位点而形成圆环状结构。此结果可以直观地观察到两种内切酶与DNA的作用形态,同时对DNA的弯曲与成环等结构给出直接证据。最后给出两种内切酶与DNA相互作用的模型图。     

显微镜的规范化管理与保养

本文介绍了实验室中显微镜规范化管理的方法、常见故障发生的原因和排除方法等,为提高现有仪器利用率和延长其使用寿命,节约设备经费提供参考.     

具有普适性和特殊性的电镜操作培训实践

电子显微镜(如TEM,SEM等)是直接观察材料微观结构的分析测试仪器之一。电镜硬件资源数量和应用需求配比的严重失衡现状,在一定程度上制约了科研院所/高校的发展。为了提升电镜技术的普及程度,经过多年的实践,国家级实验教学示范中心解决了电镜培训普适性和特殊性之间的矛盾,以现行的国际、国家标准为指导,在电镜培训中建立了具有实用价值的电镜操作培训流程,有效地缩短了电镜的培训周期,扩大了电镜培训的范围,提升了电镜的使用效率。电镜操作培训的全面开展,不仅培养了学生动手能力和管理能力,还为大型仪器的全面开放共享、校际合作、优化资源配置提供了技术和人才保障。     

原子力显微镜对水中颗粒物的检测

利用原子力显微镜对渭河、金陵河、清姜河等河流中所采集的水样品中所含颗粒的状况进行扫描分析,为水质的判断提供了一种参考方法。     

原子力显微镜在腐蚀电化学中的应用

介绍原子力显微镜发展的历史,评述了原子力显微镜工作的原理、操作模式以及在电化学腐蚀中的应用和意义。     

开放型电子显微镜实验室的建设与管理

分析了研究型及研究服务型封闭性电子显微镜实验室存在的弊端，着重从提高电子显微镜的有效使用率，提高科研服务质量等方面，说明建立开放型电子显微镜实验室的必要性。并根据工作实践总结了开放型电子显微镜实验室运行的经验。     

原子力显微镜形貌像的典型失真和伪迹

简要分析原子力显微镜测量形貌像过程中由于针尖状态、样品状态和环境影响所造成的典型的失真和伪迹.其中针尖状态因素包括针尖钝化、针尖污染、针尖残缺等;样品状态包括弓形轨迹和边界效应;环境影响包括环境振动和电子噪声两个因素.对涉及的某些失真和伪迹,提供和讨论了一些相应的避免方案和图像处理办法以供参考.