岛津高分辨原子力显微镜 SPM-8100FM-宜器服务网

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产品概述

观察生动的纳米世界

使用调频模式的全新型HR-SPM高分辨率原子力显微镜，不仅可以在空气及液体环境中实现更高分辨率，而且初次观察到了固液界面的水化/溶剂化作用的液体分层。

HR-SPM: 高分辨原子力显微镜

HR-SPM特点

使用调频模式

空气和液体中的噪音降低到传统模式的二十分之一

在空气和液体环境中也能达到更高真空原子力显微镜的分辨率

现有的扫描探针显微镜 (scanning probe microscopes)和原子力显微镜(atomic force microscopes) 通常使用调幅模式(amplitude modulation).从原理上, 调频模式(frequency modulation) 可以达到更高的分辨率。

SPM：扫描探针显微镜

AFM：原子力显微镜

AM：调幅模式

FM：调频模式

与现有SPM/AFM的区别

液体环境中原子分辨率观察

调频.jpg

NaCl饱和溶液中观察固体表面的原子排列。使用调幅模式的传统原子力显微镜，图像完全被噪音遮盖（左图），但在调频模式下，原子排列清晰可见（右图）。调频模式实现了实实在在的原子级分辨率。

空气中Pt催化剂颗粒的观察1)

调频2.jpg

KPFM: 扫描开尔文显微镜

TiO2基底上的Pt颗粒，通过KPFM进行表面电势的测定，TiO2基版上的Pt催化粒子可被清晰识别。同时可以观察到数纳米大小的Pt粒子和基板间的电荷交换。右图中，红色区域是正电势，蓝色区域是负电势。对于PKFM观察，FM模式也大幅提高了分辨率。

空气中观察样品实例

空气环境

酞菁铅结晶薄膜的分子排列结构

下图为有机发光二极管显示器和料染敏化太阳能电池中用到的酞菁铅结晶。在大气环境下可以观察到包围分子中央的金属原子的四叶状草结构。

结晶.jpg

样品: PbPc/MoS2

聚丁二炔晶体表面原子排列缺陷

观察聚丁二炔在空气中新鲜解离表面，大视野中可以看到梯田状结构（左图），沿着与b轴平行的间隔为0.75纳米的丁二炔主链，可以看到间隔为0.5纳米的单个 PTS (对甲苯磺酸盐) 侧链。这是一个清晰可见的原子排列缺陷，该图没有经过FFT处理。

表面.jpg

液体中观察样品实例

液体环境

蛋白质结晶的分子排列¹⁾

左图是在饱和溶液中观察到的蛋白溶菌酶。可以观察到表面晶胞（右图中的虚线方框）内的蛋白质分子（左图中的圆圈）。以往的AFM无法观察到晶胞内部结构，而HR–SPM初次观察到4个蛋白质分子，和右边的模型图一致。

表面晶胞.jpg

混晶结构

混晶结构.jpg

在混合溶液中观察NaCl单晶表面上外延生长的Na2MgCl4晶体。因为可观察到晶体结构，所以可应用于混晶结构的确定。

方解石(calcite)解理面的原子结构²⁾

原子结构.jpg

在纯净水中对方解石表面结构的原子级分辨率观察。在左图中可以观察到方解石表面的缺陷。

该页所有数据使用培养皿型液体池（选配件）获得。

水化溶剂结构观察实例

水化/溶剂化结构观察

何为水化作用/溶剂化作用

固液界面的液体会形成层状结构，此现象被称为溶剂化作用。如果液体整体是水，则被称为水化作用。这种区别于结构的特殊结构很大程度上左右着固液界面的各种作用及变化，如液相内的溶解、化学反应、电荷转移、润湿、润滑、热传导等。但是，水化作用层/溶剂化作用层非常薄，因此一般的实验手段很难测量。特别是表面面内各向不均一的构造，之前没有测量手段。

水化层.jpg