液相掃描探針顯微鏡

液相掃描探針顯微鏡

 

液相掃描探針顯微鏡液體池外觀

  CSPM5500系列掃描探針顯微鏡(SPM)通過增加液相探針架-樣品池系統,可實現液相掃描探針顯微鏡功能。

  與大氣下的掃描探針顯微鏡(SPM)相同,液相環境掃描探針顯微鏡也具有接觸模式和輕敲模式。

  與大氣下的掃描探針顯微鏡(SPM)相比,液相環境掃描探針顯微鏡具有如下優點:

 

1.保持液相環境

   
 

    對於許多樣品,保持液相環境至關重要。例如,對於大多數的生物樣品,溶液環境最接近其自然生理狀態;而且,還可通過改變液體的性質(如成分、酸鹼度等)來觀察樣品的相應變化;此外,液相環境掃描探針顯微鏡也是目前研究固-液介面 (如原位電化學研究)最確實可行的手段。

 
 
 
 

2.克服毛細力

   
 

    大氣條件下,大多數樣品表面都吸附有一個幾納米厚的覆蓋層(凝聚水蒸氣或其他有機污染物),當探針接觸到這個吸附層時,毛細作用會使探針進入吸附層並產生向下作用力——毛細力,增加了探針對樣品的總作用力。在液相中,由於探針和樣品完全浸泡在液體裏,不存在毛細作用,因此,可減小檢測時探針對樣品的作用力。

 
 
 
 

3.消除靜電

   
 

    如果樣品表面帶有靜電荷,那麼,探針會因受到該電場作用而極化並產生額外的粘附力,這也會增加探針對樣品的作用力。在液相下,樣品表面的靜電荷會被消散,或者因使溶液在介面產生極性相反的離子層而被遮罩,有效消除因樣品帶有靜電而產生的影響。

 
 
 

液相掃描探針顯微鏡原理示意圖


    與原子力顯微鏡(AFM)不同,由於掃描隧道顯微鏡(STM)是通過檢測探針與樣品間的隧道電流進行工作的,而其應用於固-液介面研究時,溶液中的探針與基底間的法拉第電荷轉移電流總會疊加到隧道電流上,為了有效的抑制法拉第電流的干擾,必須對STM探針進行絕緣包封,使其只裸露針尖頂端極少局域部分。