奈米的檢測與分析
3-1 測量奈米的工具 3-2 掃描探針顯微術 3-3 磁力顯微技術 3-4 近場光學顯微術 3-5 其他掃描顯微鏡 3-6 奈米感測器
3-7 顯微鏡之應用
3-8 奈米材料的檢測
3-1測量奈米的工具
掃瞄探計儀器
電子顯微鏡
(1)掃瞄式電子顯微鏡(scanning electron microscope, 或SEM) (2)穿透式電子顯微鏡
(transmission electron
microscope, 或TEM)
3-2 掃描探計顯微術
1.掃描探計顯微術
2.掃描穿隧顯微鏡
當鎢探針的針尖極接近表面(通常小於1nm)時，
在針尖與金屬表面加上一個小電壓，電子即 可穿過其間的空隙(電極間隙)而形成連續的穿 隧電流。若以加上電極的壓電陶瓷元件控制 針尖，使其進行平面二維的掃描(XY掃描)，
就可反映出樣品表面與其電子結構密切相關 的表貌結構(topography)，此為掃描探針顯 微鏡術(Scanning Probe Microscopy)的原 理。
掃描穿遂顯微術(STM)的原理
•將電子線路回授控制讓穿隧電流保持固定，
使其進行平面二維的掃描(XY掃描)，如此得 到的表貌結構(topography)影像，稱為等(穿隧) 電流影像(constant current image)。
•控制Z壓電平台在一固定高度進行掃描，則 掃描過程中，因為各位置的電極間隙不同，
必反映在電流的改變上，這樣獲得的影像，
稱為等高度影像(constant height image)。
掃描穿遂顯微鏡(STM)之取像
3.原子力顯微鏡
•AFM的主要構成部分與 STM大致相同。
•AFM的操作原理與STM幾乎完全相同。
•STM的交互作用是穿隧電極間隙的電流，
AFM為作用力(范德瓦爾力)。
•STM探針針尖一般由鎢做成；AFM針尖一 般由矽做成，也有用奈米碳管做成的。
•AFM可以用於無法產生穿隧電流的非導體。
•AFM的解析度(resolution) 比STM差一些。
原子力顯微鏡(AFM)與STM之異同
•簡 稱 SNOM 或 NSOM(Scanning Near-Field Optical Microscope) ，乃是利用STM和AFM之近場伺服與 掃描技術，量測短暫光波(evanescent wave)而可得 到前所未有的光學影像解析度。
•有數種不同的設計方式和操作模式，但基本結 構大致上相同，都包含一個奈米尺度 (nanometer scale)的光纖探測口或光源，以及奈米尺度的精確 間距伺服機制與掃描定位機構。
