近边带发射

充分发挥潜力通过边带KPFM对分子聚集体进行电势成像Ilka M. Hermes, Andrea CerretaPark Systems Europe GmbH, Mannheim, Germany 功函数是一种材料特性，可用于区分复合材料中的单一成分或用于区分样品与基体。开尔文探针力显微镜（Kelvin probe force microscopy，KPFM）能利用已知的探针功函数，以纳米分辨率去成像样品表面功函数分布。在这里，我们介绍了Park Systems 研究型原子力显微镜中新开发的边带KPFM(Sideband KPFM)。边带KPFM显著提高了电势的灵敏度和空间分辨率，从而提高了KPFM测量的准确性和可靠性。 半氟化烷烃由两个链段组成–(CF2)xF和(CH2)yH 嵌段。FxHy 在水中和固体基质上以不同的形态自组装。因此，对半氟化烷烃（如F14H20）的研究有助于对自组装的一般理解。由于F14H20的电偶极子导致F14H20与衬底之间存在明显的表面电势差，所以开尔文探针力显微镜（KPFM）非常适合于自组装F14H20结构的纳米级可视化研究。 KPFM是一种扫描探针显微镜技术，它能同时捕捉样品的表面形貌和表面电势。对于KPFM，振荡的导电探针在扫描样品表面的同时会施加交流电压，用来检测由表面电势局部变化引起的针尖和样品之间的静电力变化。为了最小化所侦测到的静电力，外加直流偏压可以抵消扫描的每个点上针尖和样品之间的接触电势差。基于外加直流偏压，在KPFM信号中重构了样品的表面电势分布。如果已知导电探针的功函数，那么电势分布就可以转换为样品的功函数分布。静电力的检测方法决定了KPFM中表面电势的分辨率和精度。 在非共振KPFM中，交流电压以远离悬臂共振的频率调制静电力，用于形貌成像（图1a）。然后通过交流频率下的振幅来检测力。通过施加与针尖和样品之间的电势差所相匹配的直流偏压，可以消除交流频率下的振幅，从而消除静电力。然而，KPFM信号对长程力的依赖性降低了测量的灵敏度，因为样品和悬臂之间的非局部相互作用可以叠加在局部信号上。 对于边带KPFM，我们采用低频交流电压（2-5kHz）来调制静电力梯度。调制力梯度引入了悬臂共振左右两侧的频率边带（图1b）。与非共振KPFM类似，边带KPFM通过施加与电势差相匹配的直流偏置来抵消这些边带的振幅。通过检测短距离的力梯度来取代长程力梯度，可以减小长距离串扰，提高横向分辨率和局部电势灵敏度。图1：非共振KPFM(a)和边带KPFM(b)的频谱示意图。边带KPFM检测电极阵列在F14H20上进行测量之前，为了测试边带KPFM的电势分辨率和精度，我们在金电极阵列的相邻电极上施加了不同的电压（0V和-2V）（图2a）。图2b中样品形貌和边带KPFM电势的叠加说明了在两个电极上检测到的不同电势：左侧电极显示约0V的亮电势对比度，右侧电极显示约-2V的暗电势对比度。图2c是更详细的分析电势图像的线轮廓。在这里，我们发现测得的电势与外加电压是一致的。因此，我们检测到两个相邻电极之间存在2V压差，以及从电极到基板的急剧过渡。因此，我们证明了边带KPFM能够以很高的电势灵敏度和空间分辨率捕获施加在样品上的全电压。图2: a）电压分别为0和-2V的金电极阵列。b） 边带KPFM电势和形貌的三维叠加显示了两个电极的两种不同电势随外加电压的变化。c） 边带KPFM电势沿红线分布在两个电极上，表明测得的电位与外加电压一致，空间分辨率高。F14H20分子聚集体的KPFM研究 为了比较边带KPFM和更常用的非共振KPFM，我们绘制了半氟化烷烃（F14H20）自组装聚集体的表面电势分布图。在这里，分子的电偶极子在聚集体和亚硝酸盐之间引入了一个显著的电位偏移。图3：使用非共振和边带KPFM对相同的F14H20成像。横截面（红色）可以体现边带KPFM的横向和电势分辨率明显提高。 非共振和边带KPFM测量结果表明，边带KPFM的空间分辨率和电势分辨率都有所提高。对于边带KPFM，我们观察到基板和F14H20之间的潜在对比度为700-750mv，以及确定的横向分辨率，甚至可以成像聚集体中的小间隙。另一方面，非共振KPFM显示大约300mv的电势差，表明局部电位灵敏度较低。此外，边带KPFM捕获的清晰边缘在非共振KPFM中模糊，突出了边带KPFM优越的空间分辨率。 F14H20分子聚集体的柔软性对扫描探针技术的表征提出了新的挑战。然而，边带和非共振KPFM可以与Park Systems的非接触模式相结合，从而允许对这些软分子结构进行稳定的形貌成像。总结 边带KPFM，可扩展在Park NX研究型设备中，对测量如F14H20类似的软样品以及半导体和金属材料提供准确的表面电势研究。对静电力梯度的依赖性显著提高了横向分辨率和电势灵敏度，使边带KPFM成为纳米尺度表面电势定量表征的理想技术。Source：1. Silva, G. M. C., Morgado, P., Lourenço, P., Goldmann, M. & Filipe, E. J. M. Spontaneous self-assembly and structure of perfluoroalkylalkane surfactant hemimicelles by molecular dynamics simulations. Proc. Natl. Acad. Sci. 116, 14868 LP – 14873 (2019).2. Abed, A. El, Fauré, M.-C., Pouzet, E. & Abillon, O. Experimental evidence for an original two-dimensional phase structure: An antiparallel semifluorinated monolayer at the air-water interface. Phys. Rev. E 65, 51603 (2002).3. Zerweck, U., Loppacher, C., Otto, T., Grafström, S. & Eng, L. M. Accuracy and resolution limits of Kelvin probe force microscopy. Phys. Rev. B 71, 125424 (2005).

荧光灯和LED灯等发射可见光的光源具有特有的发射光谱。因为光波长和光量决定光的色调，所以在灯的开发过程中，测定其发射光谱对评价光源的性质非常重要。 通常使用紫外可见分光光度计（UV）或荧光光谱仪（RF）测定发射光谱。使用UV 得到的光谱为包含仪器特性（仪器函数）的发射光谱，该光谱的色调与视觉感知的色调不同。如果使用岛津公司生产的具有自动仪器校正功能的荧光光谱RF-6000，则不受仪器函数的影响，可以得到精确的发射光谱。综上所述，RF-6000配置大型样品室，可以直接放置较大光源的样品。另外，还可以通过仪器的自动光谱校正功能获得仪器校正后的光谱。使用RF-6000，可以得到准确的LED灯发射光谱。 本文向您介绍使用RF-6000 测定LED 灯发射光谱的示例。 将LED灯放置到样品室内 了解详情，敬请点击《LED灯的发射光谱测定》关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。 岛津官方微博地址http://weibo.com/chinashimadzu。岛津微信平台

电子显微镜通过发射电子与样品相互作用成像，用来“照射”样品的可靠电子源是电镜最重要的部分之一。电子显微镜对电子束的要求非常高。目前只有两种电子源满足要求：热电子发射源和场发射电子源。目前商用的，热电子发射源用的是钨灯丝（较少见）或六硼化镧（ ）晶体（较常见）；场发射电子源用的是很细的针状钨丝（具体分为肖特基发射源和冷场发射源）。场发射电子源场发射电子源通常叫做 FEG，其工作原理和热电子源有着本质区别。基本原理是：电场强度 E 在尖端急剧增加，这是因为如果把电压 V 加到半径为 r 的（球形）尖端，则在场发射中我们称细针为“针尖”，钨丝是最容易加工成细针尖的材料之一，可以加工出半径小于 0.1μm 的针尖，场发射与钨针尖的晶体取向相关，310是最好的取向。场发射枪（FEG）相对简单，通过拔出电压将电子从针尖中拉出来，然后通过加速电压对电子加速。第一次启动时要缓慢增加拔出电压，使热机械振动不至于损坏针尖。这就是使用 FEG 要执行的唯一实际操作，并总是由计算机实际控制。热电子发射源我们称热发射钨电子源为“灯丝”，因为钨可以被拉成细丝，类似白炽灯中用的灯丝。六硼化镧通常沿110取向生长来增强发射能力。事实上，把任何一种材料加热到足够高的温度，电子都会获得足够的能量以克服阻止它们离开的表面势垒（称为功函数 Φ）。大小约为几个电子伏。热电子发射机制可以用 Richardson 定律表示：其中，J 为发射源电流密度，T 为工作温度（K），k 是玻尔兹曼常量 ，A 是 Richardson 常数，A ，具体数值取决于电子源的材料。把电子源加热到温度 T，使电子获得大于 Φ 的能量并从此那个电子源中逃逸出来，从而形成电子电子束。然而大多数材料注入几 eV 的热能时就会熔化或蒸发。唯一可能的热电子源材料要么是高熔点（钨熔点 3660K），要么 Φ 异常小（ 功函数 2.4）。晶体是现代 TEM 中所用的唯一热电子源，通常被绑在金属（例如铼）丝上通过电阻加热形成热发射。 晶体对热冲击很敏感，所以加热、冷却电子源时要小心。当必须手动开关电子源时，要缓慢增加/减小热电流，在每个设定值后停顿 10~20s。随着科学技术发展，目前部分操作已可以通过计算机控制，但是对于大多数 TEM 仍广泛使用的热电子枪，仍需要操作者进行部分手动控制。大束科技（北京）有限责任公司自主研发了电镜零部件，尤其是消耗型的部件都做到了国产化，例如液态镓离子源、电子枪和离子枪配件、光阑、电镜上使用的各种电源等，可以完全替代进口产品。大束科技（北京）有限责任公司的可以量产的生产制造场地即将装修完毕投入使用，实现量产以后，在最极端的情况下，如果在国内已经安装的进口电镜原厂家不再提供配件，大束科技（北京）有限责任公司的产品可以保障国内这些进口电镜正常运行。