原子力顯微術(shù)及IPC-208B型原子力顯微鏡的應(yīng)用研究.pdf

1、納米科技在近20年得到了迅速的發(fā)展，作為納米檢測(cè)和納米加工的重要工具，原子力顯微鏡在納米科技研究中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。目前商用的AFM橫向分辨率一般為0.2nm，縱向分辨率一般為0.05nm。近幾年，隨著生化技術(shù)的研究的深入，在需要實(shí)時(shí)觀察生化大分子結(jié)構(gòu)的同時(shí)，逐漸向觀測(cè)生化小分子結(jié)構(gòu)深入，而小分子的結(jié)構(gòu)尺度一般在0.5nm左右，因此目前商用AFM表征小分子結(jié)構(gòu)的難度很大。 重慶大學(xué)在以前成功研制STM的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研制出了能

2、夠集STM與AFM于一體的高精度原子力顯微鏡AFM.IPC-208B。該原子力顯微鏡采用STM法檢測(cè)微懸臂的形變，這種方案使該系統(tǒng)既可作為AFM使用，也可以作為STM使用，其橫向分辨率為0.1nm，縱向分辨率為0.01nm。 論文介紹了同AFM相關(guān)的基礎(chǔ)理論，主要包括掃描探針與樣品間原子力作用機(jī)理、微懸臂在原子力作用下的形變位移及其檢測(cè)等。分析了型號(hào)為AFM.IPC-208B的原子力顯微鏡的工作理論基礎(chǔ)，給出了其系統(tǒng)組成，其中主

3、要介紹了鏡體和數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。利用AFM.IPC-208B型機(jī)在生化領(lǐng)域開(kāi)展了應(yīng)用研究，觀測(cè)絡(luò)合鋅的谷胱甘肽，發(fā)現(xiàn)了分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)狀體由絡(luò)合前的六連環(huán)變成絡(luò)合后的七連環(huán)；觀測(cè)葡萄球菌蛋白SPA，發(fā)現(xiàn)了其逆時(shí)針螺旋結(jié)構(gòu)；觀測(cè)羊抗人IgG，發(fā)現(xiàn)了其丘狀突起的“Y”型結(jié)構(gòu)；觀測(cè)目標(biāo)基因，發(fā)現(xiàn)它的“X”型排列，并且能清楚地分辨出直徑約為1.6nm的納米晶須。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果與對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品的理論分析一致，證明了原子力顯微鏡在納米生化領(lǐng)域有很寬廣的應(yīng)