液相扫描探针显微镜


液相扫描探针显微镜液体池外观

  CSPM5500系列扫描探针显微镜(SPM)通过增加液相探针架-样品池系统,可实现液相扫描探针显微镜功能。

  与大气下的扫描探针显微镜(SPM)相同,液相环境扫描探针显微镜也具有接触模式和轻敲模式。

  与大气下的扫描探针显微镜(SPM)相比,液相环境扫描探针显微镜具有如下优点:

 

1.保持液相环境

   
 

    对于许多样品,保持液相环境至关重要。例如,对于大多数的生物样品,溶液环境最接近其自然生理状态;而且,还可通过改变液体的性质(如成分、酸碱度等)来观察样品的相应变化;此外,液相环境扫描探针显微镜也是目前研究固-液界面 (如原位电化学研究)最确实可行的手段。

 
 
 
 

2.克服毛细力

   
 

    大气条件下,大多数样品表面都吸附有一个几纳米厚的覆盖层(凝聚水蒸气或其他有机污染物),当探针接触到这个吸附层时,毛细作用会使探针进入吸附层并产生向下作用力——毛细力,增加了探针对样品的总作用力。在液相中,由于探针和样品完全浸泡在液体里,不存在毛细作用,因此,可减小检测时探针对样品的作用力。

 
 
 
 

3.消除静电

   
 

    如果样品表面带有静电荷,那么,探针会因受到该电场作用而极化并产生额外的粘附力,这也会增加探针对样品的作用力。在液相下,样品表面的静电荷会被消散,或者因使溶液在界面产生极性相反的离子层而被屏蔽,有效消除因样品带有静电而产生的影响。

 
 
 

液相扫描探针显微镜原理示意图


    与原子力显微镜(AFM)不同,由于扫描隧道显微镜(STM)是通过检测探针与样品间的隧道电流进行工作的,而其应用于固-液界面研究时,溶液中的探针与基底间的法拉第电荷转移电流总会叠加到隧道电流上,为了有效的抑制法拉第电流的干扰,必须对STM探针进行绝缘包封,使其只裸露针尖顶端极少局域部分。


 
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