原子力顯微鏡（AFM）是一種非常敏感的技術(shù)，使我們能夠通過(guò)一個(gè)精確控制的尖端來(lái)在原子尺度上對(duì)材料進(jìn)行成像和/或表征它們的物理性能。然而，傳統(tǒng)的AFM只提供與表面垂直（Z方向）的力學(xué)分量，而忽略平行于表面的分量（X和Y方向）。 6EeO\Qj{  
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    為了充分表征納米器件中使用的材料，在Z方向以外獲得具有方向性的參數(shù)——如電子，磁性，和彈性性能——的信息是非常有必要的。也就是說(shuō)，在平行于材料表面的X和Y方向上測(cè)量這些參數(shù)也是有需要的。在原子尺度上測(cè)量這些材料參數(shù)的分布將增加我們對(duì)化學(xué)成分及反應(yīng)、表面形貌、分子操縱以及納米機(jī)械操作的理解。 h4#'@%   
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    大阪大學(xué)的一個(gè)研究小組最近開發(fā)了一種基于原子力顯微鏡的方法，稱為“雙模式AFM”，以在亞原子尺度上在X、Y和Z方向（即三個(gè)維度）上獲取材料表面的信息。研究人員用鍺（Ge）表面作為襯底，測(cè)量了原子力顯微鏡針尖和材料表面在X、Y和Z方向之間的總作用力。他們的合作伙伴，斯洛伐克科學(xué)院物理研究所，進(jìn)行了針尖-表面相互作用的計(jì)算機(jī)模擬。雙模式原子力顯微鏡方法最近在《自然*物理》雜志上進(jìn)行了報(bào)道。 ,Qs%bq{t  
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    “一個(gè)干凈的Ge（001）表面具有交替排列的各向異性體，其每橫跨一步就會(huì)旋轉(zhuǎn)90°，也就是說(shuō)它們顯示了一個(gè)二域結(jié)構(gòu)，”該文章的第一作者Yoshitaka Naitoh解釋說(shuō)。“我們通過(guò)在垂直方向上以彎曲共振頻率震蕩AFM的針尖以及在平行方向上以扭曲共振頻率來(lái)探測(cè)來(lái)自每個(gè)域的力學(xué)場(chǎng)。 T'{9!By,P  
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    研究小組首先將力分量表示為矢量，然后在亞原子尺度上提供矢量在表面上方的分布。計(jì)算機(jī)模擬證實(shí)了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，揭示了化學(xué)尖端和形態(tài)的本質(zhì)，特別是，有助于澄清實(shí)驗(yàn)中有關(guān)尖端-表面距離的懸而未決的問(wèn)題。 Y_K W9T_  
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    “我們?cè)谌齻�(gè)方向上在亞原子尺度下測(cè)量了AFM尖端與Ge表面之間的力的大小和方向，”Naitoh說(shuō)。“這樣的測(cè)量將有助于理解功能化表面的結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)�！� Xv3pKf-K  
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    他們所開發(fā)的這一項(xiàng)雙模式AFM技術(shù)將使得研究人員能夠在納米尺度上更詳細(xì)地研究材料的物理性質(zhì)，這將促進(jìn)器件、納米技術(shù)和摩擦/潤(rùn)滑系統(tǒng)的發(fā)展。 o7t{?|  
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    原文鏈接：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170510131956.htm