原子力顯微鏡測樣品前的準備工作主要包括以下幾個方面:
一、樣品選擇
樣品類型:AFM原子力顯微鏡主要用于觀察固體材料的表面,因此需選取堅硬且光滑的樣品,如金屬、陶瓷、半導體等。此外,納米材料、聚合物薄膜、導電玻璃等也是常見的測試對象。
樣品尺寸:樣品尺寸應足夠小,以確保在測試過程中樣品表面的任何變化都可以被檢測到。同時,樣品需要能夠平整地固定在基底表面,以避免掃描過程中樣品移動導致掃描失敗或形貌失真。
二、樣品表面處理
清潔度:樣品表面應該是干凈的,沒有任何顆粒或污染物。這些污染物可能會影響原子力顯微鏡測試的精確性和準確性。對于不同類型的樣品,可能需要采用不同的清潔方法,如超聲波清洗、溶劑清洗等。
平整度:樣品表面應平整,不平整的表面會增加掃描難度并可能導致形貌失真。對于不平整的樣品,可以通過研磨、拋光等方法進行處理。
導電性:如果測試需要樣品的導電性,應確保樣品表面具有一定的導電性。這可以通過在樣品表面涂覆導電層或使用導電基底來實現。
三、樣品固定
固定方法:對于成型樣品(如導電玻璃、金屬、聚合物薄膜等),可以直接固定在基底上,常用的固定方法是采用雙面膠固定在樣品托上。對于納米片、粉末等樣品,可以超聲分散在溶劑中,再滴加在云母片、硅片等平整基底上,并確保樣品均勻分布且牢固固定。
導電固定:在測試電學性能時,需要用導電膠、銀漿等固定樣品,以形成導電通道。
四、樣品預處理
預熱和冷卻:在測試之前,可能需要對樣品進行預熱和冷卻等處理,以確保樣品處于穩定狀態。這有助于減少測試過程中的熱漂移和機械振動等干擾因素。
去除雜質:對于含有雜質的樣品,需要進行適當的處理以去除雜質。例如,對于蛋白質樣品,可以通過調節溶液pH值、沖洗等方法去除鹽類雜質。
五、儀器準備
探針準備:制造納米J端探針時需要使用電化學腐蝕技術或離心法等特殊技術處理成可被檢測到并與儀器相匹配的探針。將已經加工好并清洗干凈的探針安裝到儀器中,并根據廠家提供指南對儀器進行調試和校正。
參數設置:在開始實際測量之前,需要設置正確的掃描模式、掃描速度、掃描范圍等參數。這些參數的設置將直接影響測試結果的準確性和精確性。
六、環境準備
實驗室環境:樣品制備和測試應在干凈、無塵、無振動的實驗室環境中進行。這有助于減少環境因素對測試結果的影響。
綜上所述,AFM原子力顯微鏡測樣品前的準備工作涉及樣品選擇、樣品表面處理、樣品固定、樣品預處理、儀器準備和環境準備等多個方面。只有做好這些準備工作,才能獲得準確、可靠的原子力顯微鏡測試結果。