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原子力显微镜在材料和生命科学中的应用研究

张涛  
【摘要】: 扫描探针显微镜(scanning probe microscopy,SPM),突破了衍射极限的限制,完全不同于传统显微镜的概念,它采用细小到纳米尺度的探针在样品表面扫描,从而获得样品的超微结构的信息。本文重点讨论的原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)就是SPM大家族中重要的一员。原子力显微镜在材料科学和生命科学领域得到了广泛的应用。 本文基于原子力显微镜系统,对超高密度近场光存储进行了初步的读写实验研究,并得到了初步实验结果。实现了在Ge_2Sb_2Te_5薄膜上的“读”和“写”的过程,为今后的研究工作奠定了基础,并提出了进一步改进的建议。 ZnO是Ⅱ-Ⅵ族半导体,具有六角形纤锌矿结构,是一种很有前途的紫外光电器件材料。本文分别利用原子力显微镜和拉曼光谱仪对其表面形貌、颗粒度、粗糙度和拉曼光谱性能进行表征、分析,两种方法所得结论基本吻合。研究结果表明,ZnO薄膜结晶度良好,颗粒分布均匀,具有良好的c轴取向。原子力显微镜表征结果表明,氧分压小于50%时,ZnO颗粒度和RMS粗糙度随通入氧气分压增加而减小;氧分压大于50%时,ZnO颗粒度和RMS粗糙度趋近于一常数。 原子力显微镜是生命科学领域有力的成像工具。本文利用原子力显微镜对大肠杆菌、金葡球菌和犬肾上皮细胞的细胞表面结构进行了深入研究。


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