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新型探针问世 测量原子力有了纳米“触角”

   黑帽廉颇   

新的探针问世,用纳米“触角”测量原子力

科技日报(洪恒飞 ,柯一能,记者姜云)记者从浙江大学获悉,该校研究员胡欢团队与IBMWatson研究中心团队以及东华大学彭一天教授合作 ,已经发明了一种新型的纳米侦察兵。针技术可以准确地测量纳米级与微米级之间的界面  ,填补这一空白 ,并解决了纳米摩擦学领域的重要技术瓶颈。

原子力显微镜用于研究物体接触时的“力”。它的核心成分探针就像昆虫的“触手”,可以将样品表面上的力转换成微悬臂梁的弯曲,然后由激光束对其进行检测 。其中,球形原子力探针在变形,硬度和机械性能方面更具优势 。然而  ,传统的球形原子力探针的尺寸为1-10微米,并且在纳米级的测量中存在盲点 。同时 ,球形探针采用胶水粘贴,粘贴位置难以控制,影响精度,遇高温或液体容易掉落。

“高能氦离子束可以聚焦到直径约为0.5纳米的束斑中。像超小型刀一样 ,它可以随意切割纳米级的材料 ,但是将高能氦离子束植入到硅基板将形成隆起。”胡欢说,研究小组进行了第一个利用氦离子隆起效应制造纳米球探针的实验 。通过聚焦离子蚀刻在普通原子力显微镜的探针上刻有平台,并在平台上精确定位后注入高能氦离子束,使单晶硅鼓出,实现了稳定可靠的纳米球探针技术制造过程。制备了具有高分辨率 ,高精度和耐高温性的球形探针,并且针尖的直径可以在100纳米和1微米之间精确调节。

胡欢说 ,这项技术有利于促进纳米摩擦学和生物材料的测试和研究开发,并将在促进材料科学 ,摩擦学和生物医学方面发挥很好的作用。研究论文发表在学术期刊“Langmuir”上 。

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