原子力显微镜 (A F M )的发明是二十几年来表面扫描和成像技术领域中重要的进展之一 ,由于具有原子级的分辨率 ,并可在液态环境中进行实时扫描 , A F M 已成为蛋白质晶体界面研究的有效工具之一 。 本文将讨论 A F M 在蛋白质晶体研究中取得的成果 ,包括在晶体形核 、 晶体生长及晶体缺陷研究等方面的最新进展 。
原子力显微镜(Atomic Force Microscope ,AFM),一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定,另一端的微小针尖接近样品,这时它将与其相互作用,作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时,利用传感器检测这些变化,就可获得作用力分布信息,从而以纳米级分辨率获得表面结构信息。 它主要由带针尖的微悬臂、微悬臂运动检测装置、监控其运动的反馈回路、使样品进行扫描的压电陶瓷扫描器件、计算机控制的图像采集、显示及处理系统组成。微悬臂运动可用如隧道电流检测等电学方法或光束偏转法、干涉法等光学方法检测,当针尖与样品充分接近相互之间存在短程相互斥力时,检测该斥力可获得表面原子级分辨图像,一般情况下分辨率也在纳米级水平。AFM测量对样品无特殊要求,可测量固体表面、吸附体系等。
近日,奥地利TDK公司与格拉茨技术大学(Graz University of Technology)合作,利用Quantum Design公司新推出的具有AFM-SEM原位同步技术的FusionScope多功能显微镜对BaTiO3陶瓷的晶界势垒进行了直接测量,并与相关理论结果进行了对比。此外,通过向陶瓷内添加不同含量的SiO2,明确了晶界势垒能量变化的相关微观机理。
近日,格拉茨技术大学相关团队提出了基于聚焦电子束诱导沉积(Focused Electron Beam Induced Deposition,FEBID)方法制备具有准确纳米尺度3D几何结构的等离子体纳米结构。同时,作者通过FusionScope多功能显微镜和透射电镜(TEM)对相应的3D纳米结构进行了原位几何尺寸的表征。然后,使用扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱仪(STEM-EELS)对所制备的3D纳米结构的等离子性能进行表征。所测量的结果与相关模拟计算结果相比,两者结果相互吻合,证明了通过FEBID的方法制备3D等离子体纳米结构的可行性。