静电力显微镜的工作原理

 新闻资讯     |      2022-12-15 23:56:44

  今天本原纳米一起给大家带来的是关于静电力显微镜的工作原理,希望能给大家带来帮助,那么接下来一起看下吧。

 

  静电力显微镜(英文名:Electrostatic Force Microscopy,简称EFM)是一种利用测量探针和样品的静电相互作用,来表征样品表面静电势能,电荷分布以及电荷输运的扫描探针显微镜。

 

  静电力显微镜的工作原理和原子力显微镜差不多。关键部分都是由悬臂梁组成的探针。但是和原子力显微镜测量探针与样品的范德华力不一样,静电力显微镜是通过测量两者的库仑相互作用来实现样品成像。

 

  静电力显微镜的工作原理:

 

  工作的时候,探针和样品之间被加上工作电压,悬臂梁探针受静电力的作用,在样品表面震荡,但是不接触样品表面。范德华力随着原子间距离r成1/r6衰减,因此原子力显微镜一定要确保探针和样品表面几乎接触。相比之下,随1/r2衰减的库仑力较为长程,一般探针和样品表面的工作距离为一百纳米。假设样品和探针之间的电压为ΔV,等效电容为C,那么系统的总能量为:

  用z来代表样品表面的法线方向,那么探针所受的静电力可以表示为:

  和原子力显微镜一样,静电力显微镜也能够在液体环境中工作。

 

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