原子力显微镜实验课教学大纲

扫描探针显微镜是近年来新发展起来的表面测量仪器。主要用于测量物质的表面形貌、表面电势、摩擦力、粘弹力、I/V曲线等表面性质，是表征材料表面性质强有力的新型仪器。另外此仪器还具有纳米刻蚀功能，电化学测量功能、电流同时成像功能等。为了让新同学能够迅速快捷的掌握这台仪器的操作方法,并能利用这台仪器做一些科研工作.特制定了以下的培训方案.

一． 实验目的：

1 清楚理解原子力显微镜的工作原理.熟练原子力显微镜的工作模式及其用途.

2 能够操作原子力显微镜的DFM和AFM操作模式.并对其它模式例如:AFM, STM, SMM, FMM 等工作模式有所了解.

3 能够正确理解原子力图片所给出来的信息.并能够正确的利用这些数据来解释实验的现象.

二． 实验安排

1. 第一及第二天：

1) 熟悉原子力规章制度

2) 学习填写送样申请单

3) 了解原子力显微镜的工作原理

4) 了解仪器的构造及各部件的工作原理

5) 见习原子力实验室的日常工作

2. 第三天：

1）熟悉图片处理软件，了解原子力图片所呈现的信息

2）能够辨别图象的质量是否存在假象。

3）了解图片所给出的样品信息

3. 第四天：

1） 由我室专业人员演示标准样品的操作过程。

2） 结合标准样的图象解释图片所能给出来的信息。

3） 并能对原子力图片的信息做出正确的解释。

4. 第五天：

调用我室的标准图样，包括各种模式下的原子力图片，让学员了解该仪器所能做的一些工作。

5. 第六至七天：

1) 认识仪器所用到的各种holder，知道不同的模式对应不同的holder

2) 对不同样品，要学会用相应的模式进行表征

3) 进、换样品的操作过程

4) 结合具体实例，介绍样品测试的全过程。

a 先打开仪器主机,再调用主程序.

b 选择所用的模式,如DFM ,AFM 等,并选用相应的holder.

c 将样品用双面胶粘于样品台上,如需导电,用导电胶;确保样品粘结牢固,然后将样品台放置在扫描器的中心位置上. d 将holder安放到导轨上。放holder前，确保样品与针尖距离足够远，并将holder卡到位。

e 打开CCD的电源和电脑上的图形监控程序，调整聚焦旋钮（在光头上）至图象清晰，择扫描的位置。

f打开激光，调节光头右边两旋钮，将激光点打在针尖，并使ADD值最大。调光头左边两旋钮使DIF,FFM至要求的值。

g DFM接近前先测Q曲线，曲线成单尖峰最好。接近前若针尖－样品间距过大，用Approach/Move in/Low接近样品至目测可控的范围。接近时DFM用Auto,AFM用Area。

h选择扫描区域及扫描范围（大约5000nm用1HZ,面积减小，速度适当增大）。扫描时可以调节force ref,amp ref,I gain,P gain,scan speed至图像清晰。

i扫描结束后，用Preset键退出针尖，处理图像（Tilt 1,2,3）并存盘。

j变换扫描位置或更换样品时，用Approach/move out使针尖退出一定距离，并用Set up/Sample change 关掉激光和扫描

器电源，从步骤三到步骤十重新开始。测试结束时，退出主程序，关闭仪器主机。

6. 第八天：

进一步熟悉第六、七天所介绍的知识直至熟练掌握。

7. 第九天：

考核学习效果：

选取一个有代表性的样品，选一个同学进行其中的某一项操作，在此过程中随机提问其他同学，了解掌握的情况。

8. 第十天：

1) 针对第九天考核中出现的问题，进行查漏补缺。

2) 介绍KFM,STM,MFM的工作原理和操作过程。

第二篇：《物理化学实验》实验课教学大纲