单原子分子成像 o扫描隧道显微镜(STM) 实时实空间成像 ■表面电子态密度 c扫描力显微镜(SFM) 利用针尖与样品表面的作用力来控制反馈回路进行 扫描。 ·原子力显微镜 (AFM) 、磁力显微镜(MFM) 静电力显微镜(EFM) 、摩擦力显微镜(LFM) 化学力显微镜(CFM) 等
单原子分子成像 扫描隧道显微镜（STM） ◼ 实时实空间成像 ◼ 表面电子态密度 扫描力显微镜（SFM） ◼ 利用针尖与样品表面的作用力来控制反馈回路进行 扫描。 ◼ 原子力显微镜（AFM）、磁力显微镜（MFM）、 静电力显微镜（EFM）、摩擦力显微镜（LFM）、 化学力显微镜（CFM）等
单原子分子成像 根据各种力的不同，SFM可以用来探测表面的 一」 些特殊性质，如磁力显微镜(MFM)可以观 察到材料表面的磁结构。 空间分辨 几十nm~单原子级 AFM空间分辨最高 0.5nm 0.5nm inm ()石墨(b)二硫化钼和(c)氮化硼的原子级分辨率AFM像
单原子分子成像 ◼ 根据各种力的不同，SFM可以用来探测表面的 一些特殊性质，如磁力显微镜（MFM）可以观 察到材料表面的磁结构。 ◼ 空间分辨 几十nm～单原子级 AFM空间分辨最高 (a)石墨(b)二硫化钼和(c)氮化硼的原子级分辨率AFM像
单原子分子成像 o扫描近场光学显微镜(SNOM) 。工作原理 以一个孔阑限制的光纤作针尖，针尖顶部的透光 孔直径小于光的波长。用这个针尖去探测样品附 近的光辐射，辐射的强度反应了样品表面的光学 性质（它在一定程度上反映了表面形貌）。如果 针尖与样品的距离很近（近场范围），则仪器的 空间分辨率不是取决于辐射光的波长，而是由针 尖顶的透光孔径与针尖-样品的间距来决定
单原子分子成像 扫描近场光学显微镜（SNOM） ◼ 工作原理 以一个孔阑限制的光纤作针尖，针尖顶部的透光 孔直径小于光的波长。用这个针尖去探测样品附 近的光辐射，辐射的强度反应了样品表面的光学 性质（它在一定程度上反映了表面形貌）。如果 针尖与样品的距离很近（近场范围），则仪器的 空间分辨率不是取决于辐射光的波长，而是由针 尖顶的透光孔径与针尖-样品的间距来决定
单原子分子成像 典型光路 入射激光 探测器 金属镀层 的光纤 透光样品 光学镜头 全反射的 入射光 探测器 (a)透射照射式 (b)透射收集式
◼ 典型光路 单原子分子成像
光电倍增管 压电陶瓷 控制器 计算机控制系 xy之移动和 统和图象处理 反馈 光纤针尖 光纤针尖 瞬衰场 棱镜 样品 全内反射光 入射光 PSTM示意图