原子力显微镜是一种在纳米尺度上研究材料表面形貌和物理性质的重要工具。在进行AFM原子力显微镜测试前,样品的准备是至关重要的,它直接影响到测试的准确性和有效性。以下是关于原子力显微镜样品准备的基础知识介绍:
一、样品准备的基本要求
表面干净、平整和均匀:任何污染物或不均匀的表面都会影响AFM原子力显微镜测试的精确性和准确性。因此,样品表面需要经过适当的清洁处理,如使用氮气吹扫、酒精或丙酮等试剂清洗。
干燥环境:样品B须保持在干燥的环境中。如果样品表面有水分或其他液体残留物,可能会导致测试结果不准确。
样品尺寸:样品大小一般不超过1厘米,高度也应控制在1厘米以内。对于薄膜样品,直径应小于12mm,高度小于3mm,且要求样品上下表面平整,高低起伏小于1μm。
分散性:对于固体粉末样品,由于原子力显微镜是盲扫,对样品的分散性要求非常高,因此Z好是以液体的形式进行测试。固体粉末样品一般只适合溶解性或分散性较好的样品,并可能需要提供超声预处理。
二、不同类型样品的准备方法
薄膜样品:
清洁表面后,固定在样品台上进行测试。如果样品尺寸超过范围,可能需要收取相应加工费。
薄膜样品可以裁剪成合适大小,使用专用双面胶带粘贴到基底上,确保固定牢固且无气泡、倾斜或大的起伏。
液体样品:
配好胶体溶液,保证样品均匀分散,无沉积,溶液澄清透明。
样品如需超声或稀释,请事先说明,并提供相应的溶剂(去离子水除外)和稀释倍数。
液体样品一般涂到新鲜解离的云母片上,如果样品在云母片上吸附不好,可以尝试涂到其他底材上(如硅片)进行测样。
固体粉末样品:
将粉末放入酒精或丙酮等溶剂中超声分散均匀。
将分散后的溶液滴到云母、硅片或玻璃片等平整基底上,加热烘干后用氮气吹扫表面后进行测试。
生物样品:
生物样品如蛋白、细胞及DNA等,需要提供详细的制样过程。
由于溶液中含有盐,需要调好浓度,减少盐对测试结果的影响。
对于细胞样品,可以采用自然干燥法、溶液固定法(如戊二醛固定)或琼脂糖凝胶固定法等方法进行固定。
为增强样品与基底的结合力,可以使用静电力、化学吸附等方法。
特殊样品:
对于某些特殊样品,如纳米线、纳米管等,需要进行特殊处理以保证成像质量。
特殊情况下,可以利用静电力、化学修饰等方法加强样品的固定和分散。
三、其他注意事项
导电性要求:对于需要测试电学性能的样品,样品表面或基底需要具有导电性。可以使用导电胶、银浆等将样品固定在导电基底上。
样品信息提供:请客户提供样品的成分信息,如样品具有腐蚀性、传染性等危害,请在寄样前确认能否测量,并提供相应的防护措施。
沟通与合作:在实际测试过程中,需要多与测试人员沟通,根据测试结果反馈和指导后续的制样过程。
综上所述,AFM原子力显微镜的样品准备是一个复杂而细致的过程,需要根据样品的类型、特性和测试需求进行有针对性的处理。只有制备出符合要求的样品,才能确保原子力显微镜测试的准确性和有效性。