近場探測原理、技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、該文以近場物理為出發(fā)點, 圍繞STM、PSTM(光子掃描隧道顯微鏡)、SNAM、NSOM(掃描近場聲學(xué)顯微鏡),系統(tǒng)全面地開展有關(guān)近場探測原理、相關(guān)技術(shù)及其應(yīng)用的研究,并獲得了一些具有創(chuàng)新意義的結(jié)果.該文從近場物理這一全新的角度出發(fā),圍繞著STM、PSTM、NSOM、SNAM幾種典型的SPM,討論了近場內(nèi)的一些基本特性及近場探測的原理建立了探針樣品間剪切力作用的模型; 全在分析了壓電石英音叉在近場中的機電特性 ,并進行了相關(guān)的實驗.以此

2、為指導(dǎo), 建立了集STM、PSTM、NSOM、SNAM為一體的多模式掃找探針顯微系統(tǒng),并應(yīng)用此系統(tǒng)對生物大分子樣品等進行了初步的觀測和研究.主要工作和成果包括以下幾方面:(1)近場物理理論方面:理論方面,針對作者的工作,該文系統(tǒng)的討論了電子隧道效應(yīng)、光子隧道效應(yīng)、近場光學(xué)、近場聲學(xué)幾方面的理論. 在近場光學(xué)理論分析中,利用平面波展開了分析了超高分辨成像的近場探測原理.從單電偶極子出發(fā),分析了電偶極子的近場能量分布.首次建立了探針-樣品間

3、剪切力作用的模型,并給出了探針-樣品間相互作用及剪切力阻尼的表達式.(2)近場探測技術(shù)方面: 利用CO<,2>激光器和生物微電極拉制建立了一套光纖探針拉制系統(tǒng),并利用此系統(tǒng)進行了雙曲型光纖探針的制作;對光纖探針拉制過程各處條件的對探針形態(tài)的影響進行了實驗研究.首次對光纖探針熔拉法的熱動力學(xué)過程進行了較全面的理論分析. 首次在已有的STM系統(tǒng)上建立了一套多模式掃描探針顯微系統(tǒng),系統(tǒng)具有STM、PSTM、NSOM、SNAM四種模式.(3)S