1. 研究目的与意义
扫描探针显微镜(SPM)是显微镜的一个分支,使用扫描样本的物理探针形成表面图像,是综合运用光电子技术、激光技术、微弱信号检测技术、精密机械设计和加工、自动控制技术、数字信号处理技术、应用光学技术、计算机高速采集和控制及高分辨图形处理技术等现代科技成果的光、机、电一体化的高科技产品。
SPM相对一般显微镜有很多优势。首先,SPM具有极高的分辨率。它可以轻易的“看到”原子,这是一般显微镜甚至电子显微镜所难以达到的。其次,SPM得到的是实时的、真实的样品表面的高分辨率图像。而不同于某些分析仪器是通过间接的或计算的方法来推算样品的表面结构。也就是说,SPM是真正看到了原子。再次,SPM的使用环境宽松。电子显微镜等仪器对工作环境要求比较苛刻,样品必须安放在高真空条件下才能进行测试。而SPM既可以在真空中工作,又可以在大气中、低温、常温、高温,甚至在溶液中使用。因此SPM适用于各种工作环境下的科学实验。SPM的应用领域是宽广的。无论是物理、化学、生物、医学等基础学科,还是材料、微电子等应用学科都有它的用武之地。在纳米尺寸、分子水平上SPM是最先进的测试工具,它在材料及微生物学科中发挥了非常重要的作用,可以预测在今后新材料的发展以及揭示生命领域的一些重要的问题上将会发挥重要作用。结合SPM家族中的各类分析手段,例如MFM,SKPFM,AFM等,收集材料的各种信息,对材料进行纳米级和原子级别的原位观察,具有重要的意义。
2. 研究内容和预期目标
1.通过文献综述,掌握扫描探针显微镜的工作原理。
2.根据扫描探针显微镜的功能, 探索哪些功能可以在铁电材料当中应用以及对应的工作原理。
3.利用扫描探针显微镜中原子力显微镜观察铁电薄膜的表面形貌,压电力观察铁电畴等。
3. 研究的方法与步骤
本课题拟分为三大步骤:
前期:通过采用文献分析法,观察法等方法,掌握扫描探针显微镜的工作原理
中期:通过采用文献分析法,实验法,定性分析法等方法,
4. 参考文献
1.sidles, j. a.; j. l. garbini, k. j. bruland, d.rugar, o. züger, s. hoen, c. s. yannoni (1995). "magnetic resonance forcemicroscopy".reviews of modern physics.67(1): 249–265.
2.salapaka, srinivasa; salapaka, murti (2008)."scanning probe microscopy".ieee control systems magazine.28(2): 65–83.
3.matey, j. r.; j. blanc (1985). "scanningcapacitance microscopy".journal of applied physics.57(5):1437–1444.
5. 计划与进度安排
2022年2月25日-3月10日(第1~2周) 完成开题报告
2022年3月11日-5月31日(第3~14周) 毕业论文写作
2022年4月15日-4月28日(第8~9周) 接受中期检查
