掃描熱顯微鏡

1、掃描熱顯微鏡和多模式原子力顯微鏡掃描熱顯微鏡和多模式原子力顯微鏡總結(jié)總結(jié)隨著多模式原子力顯微鏡的發(fā)展，Nanosurf公司為研究者提供了一個(gè)更具有靈活性的平臺(tái)，對(duì)更先進(jìn)的成像模式提出了要求，當(dāng)然這些還是秉承了該公司一貫以“人性化操作”為標(biāo)志的原則。實(shí)驗(yàn)表明，現(xiàn)在的顯微鏡系統(tǒng)與先前的easyscan(耳溫槍原理)不同，現(xiàn)在的多模式原子力顯微鏡能夠容納更多的專業(yè)懸臂梁，同時(shí)能夠很容易的進(jìn)行系統(tǒng)的輸入和輸出是其眾多優(yōu)點(diǎn)之一。這種優(yōu)勢(shì)通過掃描熱

2、顯微鏡和局部熱分析能力的一體化表現(xiàn)了出來，這些都是Anasys儀器所具有的。掃描熱顯微鏡掃描熱顯微鏡掃描熱顯微鏡也是依靠原子力顯微鏡的成像模式，即熱導(dǎo)電率通過樣品表面使圖片發(fā)生改變的形式完成的。同其他模式（橫向力顯微鏡，磁力顯微鏡，靜電力顯微鏡等），掃描力顯微鏡在獲得數(shù)據(jù)的同時(shí)能夠接收?qǐng)D像方面的數(shù)據(jù)。這種掃描模式的制作是用靠近納米加工熱探針針尖頂部的電阻元件來代替標(biāo)準(zhǔn)的接觸模式懸臂來實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)電阻與惠斯通電橋的電路的一端合并，從而允許

3、系統(tǒng)來控制阻力。該阻力與探針尾部的溫度相關(guān)，惠斯通電橋也許就是被設(shè)計(jì)來一方面探測(cè)樣品的溫度，另一方面用來描繪樣品熱導(dǎo)電率的質(zhì)量圖。樣品溫度的變化常常在有源件設(shè)備中表現(xiàn)出來，例如，它有可能是有關(guān)設(shè)備的熱點(diǎn)和溫度梯度圖，如磁記錄頭、激光二極管和電路。然而，然而熱導(dǎo)率成像通常應(yīng)用于復(fù)合或混紡樣品。在這種模式下，一個(gè)電壓應(yīng)用于探針、一個(gè)反饋環(huán)路則過去常常用于保持探針的恒溫。隨著熱探針在不同樣品表面上的掃描，或多或少的能量將會(huì)從針尖消耗掉。如果這

4、個(gè)區(qū)域是高熱導(dǎo)電率區(qū)中的一部分，那么更多的能量將從針尖消失。當(dāng)這種情況發(fā)生的話，熱反饋環(huán)將根據(jù)電壓調(diào)整探針，使之保持一個(gè)常溫。當(dāng)探針進(jìn)入一個(gè)低熱導(dǎo)電率的區(qū)域的時(shí)候，熱反饋環(huán)將會(huì)降低電壓以迎合探針，因?yàn)樘结槾?00nm分辨率的獲得局部定量熱機(jī)制信息。而這些通過Anasys公司的原位納米熱分析系統(tǒng)這臺(tái)儀器是可以實(shí)現(xiàn)的。一旦一個(gè)區(qū)域的熱率被確認(rèn)出來是通過熱探針的標(biāo)準(zhǔn)形貌成像后，就可以把探頭放在一個(gè)特定的點(diǎn)來衡量局部熱性能。這種信息的獲得是隨著

5、時(shí)間線性增加原位納米熱分析系統(tǒng)的溫度的同時(shí)檢測(cè)探針的偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，這種熱機(jī)制的反應(yīng)允許用戶獲得定量測(cè)量的相變溫度如熔點(diǎn)(Tm)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。在相轉(zhuǎn)變溫度的時(shí)候，探針下的樣品將會(huì)變軟，使探針能夠穿透到樣品中去。圖2所示的是關(guān)于產(chǎn)品某一部分探針偏轉(zhuǎn)的溫度函數(shù)，在熱性能空間分辨率方面的突破對(duì)高分子科學(xué)和藥品有重要的意義，因?yàn)檫@對(duì)理解局部熱行為很重要。圖2:這是關(guān)于高分子乙烯膜的一個(gè)局部納米熱分析圖。圖中顯示的測(cè)量結(jié)果是在兩個(gè)不同的