原子力显微术及ipc-208b型原子力显微镜应用的论文的研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要纳米科技在近20年得到了迅速的发展，作为纳米检测和纳米加工的重要工具，原子力显微镜在纳米科技研究中的应用也越来越广泛。目前商用的AFM横向分辨率一般为O．2rim，纵向分辨率一般为0．05nm。近几年，随着生化技术的研究的深入，在需要实时观察生化大分子结构的同时，逐渐向观测生化小分子结构深入，而小分子的结构尺度一般在O．5nm左右，因此目前商用AFM表征小分子结构的难度很大。重庆大学在以前成功研制STM的基础上，进一步研制出了能够集STM与AFM于一体的高精度原子力显微镜AFM．IPC．208B。该原子力显微镜采用STM法检测微悬臂的形变，这种方案使该

2、系统既可作为AFM使用，也可以作为STM使用，其横向分辨率为0．1nm，纵向分辨率为O．01nm。论文介绍了同AFM相关的基础理论，主要包括扫描探针与样品间原子力作用机理、微悬臂在原子力作用下的形变位移及其检测等。分析了型号为AFM．IPC．208B的原子力显微镜的工作理论基础，给出了其系统组成，其中主要介绍了镜体和数据采集与控制系统。利用AFM．IPC．208B型机在生化领域开展了应用研究，观测络合锌的谷胱甘肽，发现了分子结构中的环状体由络合前的六连环变成络合后的七连环：观测葡萄球菌蛋白SPA，发现了其逆时针螺旋结构；观测羊抗人IgG，发现了其丘状突起的“Y”型结构；观测目标基因，

3、发现它的“x”型排列，并且能清楚地分辨出直径约为1．6nm的纳米晶须。这些实验结果与对实验样品的理论分析一致，证明了原子力显微镜在纳米生化领域有很宽广的应用前景。除了利用AFM．IPC．208B研究生化样品，还利用AFM．IPC．208B型机中的STM部分对纳米二氧化钛展开了隧道谱研究，得到了其能隙值，发现绝缘体在纳米化后导电性得到了很大的提高，相当于甚至超过半导体的导电性。因此在观测纳米绝缘体的表面形貌时，可以直接利用STM，这样可以发挥STM稳定性好的特点。关键词：原子力显微镜，扫描隧道显微镜，IgG，基因芯片，谷胱甘肽，隧道谱重庆大学硕十学位论文英文摘要ABSTRACTThen

4、anoscalescienceandtechnologyhasdevelopedgreatlyinrecent20years．Hence，够oneofthemostimportanttoolsinnanosealedetectionandnanoscalefabrication,Atomicforcemicroscope(AFM)isreceivingever-increasingpopularityinallkindsofapplications．Atpresent,thelateralresolutionandverticalresolutionofgeneralcommerci

5、alAFMis0．2nmandO．05nm，respectively．Inrecentyears，withthedeepstudyonbiologyscience，notonlythestructureoflargemoleculebutalsothestructureofsmallmoleculehastobeinvolved．Thescaleofsmallmoleculeisabout0．5nm，soit'sverydifficulttocharacterizethesestructuresbygeneralcommercialAFM．ChongqingUniversityhas

6、developedtheAFM．IPC一208Bwithhighresolution，whichisbasedontheformerSuCCeSSofSTMandmergesSTMandAFMintoonewhole．AFM．IPC一208Bdetectscantilever’sdisplacementbySTM．ThereforeitcanbeusedasAFMorSTM．TheresolutionofAFMisthesameasSTM．Itslateralresolutionis0．1nmandverticalresolutionis0．01nm，respectively．The

7、thesisintroducedthebasictheoriesofAFM．IPC-208B．whichincludesatomicforcesmechanismbetweenprobetipandsamplesurface,andchecksdeformationofcantilever,andsoon．111edesigntheoryofAFM．IPC一208Bisanalyzed．Thekeyssuchasworkbench，dataacquisit