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新型探針問世 測量原子力有了納米「觸角」
2021-05-14 10:17 作者:dl001 來源:科技日報 VIEW:
原子力顯微鏡被用於研究物體接觸時的「力量」,其核心構件探針如同昆蟲的「觸角」,能夠將樣品表面的作用力轉換成微懸臂梁的彎曲,進而通過雷射束探測到。其中球形原子力探針在形變、硬度、力學屬性等方面更具優勢。然而傳統球形原子力探針尺寸為1—10微米,在納米尺度的測量存在盲區。與此同時,球形探針通過膠水粘貼,粘貼位置因難以把控而會影響精確度,遇到高溫或液體容易脫落。
「高能氦離子束可以聚焦成為直徑在0.5納米左右的束斑,像一把超級小的刀,能夠將材料在納米尺度任意切割,但在硅材料襯底中注入高能氦離子束會形成隆起。」胡歡說,研究組進行了第一個利用氦離子隆起效應製造納米球探針的實驗。通過聚焦離子刻蝕在普通原子力顯微鏡探針上雕刻出一個平台,在平台上精准定位後注入高能氦離子束,使得單晶硅隆起,實現了一種穩定可靠的納米球探針技術製造工藝,製成了具有高分辨率、高準確性、耐高溫的球形探針,針尖的直徑可在100納米到1微米之間精確調控。
胡歡表示,該技術有利於促進納米摩擦學、生物材料的測試和研發,對材料學、摩擦學、生物醫學都會起到很好的推動作用。研究論文刊發于學術期刊《蘭格繆爾》。(洪恆飛 柯溢能 記者江耘)
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