MEMS扫描镜

STM的原理及其应用

摘要：近年来，人类在纳米科技领域内的研究取得了引人瞩目的成就。而扫描隧道显微镜（STM）是纳米科技发展的重要基础。STM系统的出现首次成功实现了对原子实际空间图像的观察，促进了人类对微观领域的认知，推动了纳米科技的发展。本文主要介绍了STM的原理、系统结构极其应用。

1 扫描隧道显微镜（STM）的概述[1,2,3]

1.1 扫描隧道显微镜（STM）的发展

1982年，国际商业机器公司苏黎世实验室的葛·宾尼（Gerd Binnig）博士和海·罗雷尔（Heinrich Rohrer）博士及其同事们共同研制成功了世界第一台新型的表面分析仪器——扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope,以下简称 STM）。它的出现，使人类第一次能够实时地观察单个原子 在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理、化学 性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广阔的应用前景，被国际科学界公认为八十年代世界十大科技成就之一，为表彰STM的发明者们对科学研究的杰出贡献，1986年宾尼和罗雷尔被授予诺贝尔物理学奖。而在1988年，白春礼成功研制了国内第一台计算机控制、有数据分析和图像处理系统

为适应三维光学微细加工及三维光学信息存储研究的需要,研制了共聚焦激光扫描荧光显微镜的工作台式扫描系统,扫描范围138μm×138μm。

第10卷　第6期2002年12月

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Dec.　2002OpticsandPrecisionEngineering

光学　精密工程

Vol.10　No.6

文章编号　1004-924X(2002)06-0582-06

共聚焦激光扫描荧光显微镜扫描系统研制

周拥军,陈德强,黄文浩,夏安东

1

1

1

1,2

(1.中国科学技术大学精密机械及精密仪器系,安徽合肥230026;

2.中国科学院化学所分子反应动力学实验室,北京100800)

摘要:为适应三维光学微细加工及三维光学信息存储研究的需要,研制了共聚焦激光扫描荧光显微镜的

工作台式扫描系统,扫描范围138μm×138μm。工作台采用压电陶瓷驱动器(PZTactuator)驱动的方式来获得高分辨率的位移,采用带柔性铰链的杠杆放大装置来获得较大的位移范围。描述了工作台的工作原理,并对其静态和动态性能进行了测试,实验表明这一扫描系统能很好的应用于共聚焦激光扫描荧光显微镜系统。关　键　词:共焦显微镜;压电陶瓷驱动器;柔性铰链中图分类号:TH742.64

激光扫描共聚焦显微镜技术

Laser Scanning Confocal Microscope

——基础篇 李治国

细胞的内在生活 显微镜的发展史

没有显微镜就不可能有细胞学诞生。

1590年，荷兰眼镜制造商J和Z.Janssen父子制作了第一台复式显微镜。

1665年，英国人Robert Hook首次描述了植物细胞(木栓)，命名为cella。

1680年，荷兰人A.van Leeuwenhoek成为皇家学会会员，他一生中制作了200多台显微镜和400多个镜头，用设计较好的显微镜观察了许多动植物的活细胞与原生动物。

Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723). Magnification ranges at 50-275x. 显微镜的最重要参数 ——分辨力

显微镜物象是否清楚不仅决定于放大倍数，还与显微镜的分辨力（resolution）有关。

分辨率是指区分开两个质点间的最小距离 各种显微镜的分辨能力

光学显微镜（light microscopy）0.2μm

电子显微镜 (Electro microscopy) 0.2nm

扫描电子显微镜的应用及其发展

1前言

扫描电子显微镜SEM(Scanning Electron Microscopy)是应用最为广泛的微观形貌观察工具。其观察结果真实可靠、变形性小、样品处理时的方便易行。其发展进步对材料的准确分析有着决定性作用。配备上X射线能量分辨装置EDS (Energy Dispersive Spectroscopy)后，就能在观察微观形貌的同时检测不同形貌特征处的元素成分差异,而背散射扫描电镜EBSD（Electron Backscattered Diffraction）也被广泛应用于物相鉴定等。

2扫描电镜的特点

形貌分析的各种技术中，扫描电镜的主要优势在于高的分辨率。现代先进的扫描电镜的分辨率已经达到1纳米左右；有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调；有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构试样制备简单；配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成分分析[1]。低加速电压、低真空、环境扫描电镜和电子背散射花样分析仪的使用，大大提高了扫描电子显微镜的综合、在线分析能力；试样制备简单。直接粘附在铜座上即可，必要时需蒸Au或是C。

扫描电镜也有其局限性

近代物理实验 扫描隧道显微镜

近代物理实验报告

扫描隧道显微镜

学 院 数理与信息工程学院 班 级

姓 名

学 号

时 间

近代物理实验 扫描隧道显微镜

摘要：本实验我们将从了解扫描隧道显微镜原理出发，熟悉各部件的工作原理和功用，掌握描隧道显微镜的操作和调试过程，通过对隧道效应和样品表面的形貌观测初步体会描隧道显微镜在微观观测和操作领域的重要作用，学会用计算机软件处理原始图象数据。 关键词：工作原理 工作模式 仪器构成 操作方法

0 引言：

社会发展、科技进步总伴随着工具的完善和革新。以显微镜来说吧，发展至今可以说是有了三代显微镜。这也使得人们对于微观世界的认识越来越深入，从微米级，亚微米级发展到纳米级乃至原子分辨率。1982年，IBM瑞士苏黎士实验室的葛·宾尼（G．Binning）和海·罗雷尔（H．Rohrer）研制出的世界上第一台扫描隧道显微镜（简称STM）已达纳米级别。STM使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景，被国际科学界公认为20世纪80年代世界十

内蒙古工业大学材料分析方法

扫描电子显微镜

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扫描电子显微镜

扫描电子显微镜的成像原理和透射电子显微镜完全不同。 它不用电磁透镜放大成像，而是以类似电视摄影显像的方 式，利用细聚焦电子束在样品表面扫描时激发出来的各种 物理信号来调制成像。新式扫描电子显微镜的二次电子像 的分辨率已达到3~4nm。放大倍数可从数倍放大到20万 倍左右。由于扫描电子显微镜的景深远比光学显微镜大， 可以用它进行显微断口分析。用扫描电子显微镜观察断口 时，样品不必复制，可直接进行观察，这给分析带来极大 的方便。因此，目前显微断口的分析工作大都是用扫描电 子显微镜来完成的。 目前的扫描电子显微镜不只是分析形貌像，它可以和其它 分析仪器相组合，使人们能在同一台仪器上进行形貌、微 区成分和晶体结构等多种微观结构信息的同位分析。

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由日元贷款所购置的扫描电子显微镜已于近日安 装完毕并开始使用。 仪器简介如下： 产品型号：S-3400N 制造厂家：日立公司 (HITACHI) 二次电子分辨率：3.0 nm 放大倍率：×5-×300000 附件：能谱仪、拉伸台 (2000N) 作用：主要用于各

扫描电子显微镜的应用

项目二 扫描电子显微镜的应用

I、项目简介

目前扫描电子显微镜的应用几乎渗透到各个领域，而应用最多的是冶金、矿

物、半导体材料、生物医学、物理、化学等学科。KYKY-1000B扫描电子显微镜

在电子光学、样品室、电子探测和显示系统方面集中了许多现代电镜设计中的优

点，操作容易，维护方便。通过对KYKY-1000B扫描电子显微镜的研究，掌握

和了解扫描电子显微镜的工作原理，结构及其操作，为学生今后使用这一类型设

备打下良好的基础。

[项目对象]

本项目主要面向理、工、农、林各专业。

[项目目的]

1．理解扫描电子显微镜的工作原理及其优点。

2．理解扫描电子显微镜的内部构造。

3．掌握扫描电子显微镜的基本操作。

[项目任务]

1．了解扫描电子显微镜的各个部件的功能。

2．熟练操作扫描电子显微镜，并进行样品扫描观察。

3．使用扫描电子显微镜进行样品照片拍摄。

4、冲洗、放大照片。

[项目成果要求]

对样品进行扫描并冲洗、放大样品的扫描照片。最后总结并撰写项目论文

完成该项目（论文含实验成果——扫描照片）。

扫描电子显微镜的应用

II、实验讲义

扫描电子显微镜早在1935年便已被提出来了。1942年，英国首先制成一台实验室用的

扫描电镜，但由于成像的分辨率很差，照相时间太长，所

栏, TOP最HOT文章排行榜 免费下载《电源技术特刊》！

高性能MEMS传感器进一步缩减尺寸，开辟移动设备新时代

作者：Roger Allan

上网时间：2010年08月27日

所属类别: 便携设备 I 放大/调整/转换 I 技术方案

关键字: MEMS 传感器 陀螺仪 加速度计 惯性测量单元

微机电系统(MEMS)运动正在走向更高的集成度、更小的芯片尺寸、更低的成本以及更高的性能和可靠性。这些趋势在最新的加速度计、陀螺仪和惯性测量单元(IMU)上得到了体现，使得MEMS器件得以满足多种下一代电子产品，特别是消费电子产品的需求。

半导体制造商以及领先的研究机构在利用最新的硬件和软件，为现有以及新的市场开发能体现MEMS技术主要优势(即成本低、体积小)的运动感知器件。这些技术进步使开发具有特色的运动传感器IC成为可能。各公司借助这些传感器开发出尖端产品、从而在竞争激烈的市场中实现产品的差异化。

MEMS加速度计和陀螺仪是正在迅速增长的市场。市场研究公司Yole Developpement预测，2013年MEMS加速度计和陀螺仪的复合市场将达约30亿美元(图1)。而在2008年该市场是18.5亿美元，当时全球大

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扫描电子显微镜的成像原理和透射电子显微镜完全不同。 它不用电磁透镜放大成像，而是以类似电视摄影显像的方 式，利用细聚焦电子束在样品表面扫描时激发出来的各种 物理信号来调制成像。新式扫描电子显微镜的二次电子像 的分辨率已达到3~4nm。放大倍数可从数倍放大到20万 倍左右。由于扫描电子显微镜的景深远比光学显微镜大， 可以用它进行显微断口分析。用扫描电子显微镜观察断口 时，样品不必复制，可直接进行观察，这给分析带来极大 的方便。因此，目前显微断口的分析工作大都是用扫描电 子显微镜来完成的。 目前的扫描电子显微镜不只是分析形貌像，它可以和其它 分析仪器相组合，使人们能在同一台仪器上进行形貌、微 区成分和晶体结构等多种微观结构信息的同位分析。

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由日元贷款所购置的扫描电子显微镜已于近日安 装完毕并开始使用。 仪器简介如下： 产品型号：S-3400N 制造厂家：日立公司 (HITACHI) 二次电子分辨率：3.0 nm 放大倍率：×5-×300000 附件：能谱仪、拉伸台 (2000N) 作用：主要用于各

激光共聚焦扫描显微镜操作规程

一．

开机程序

1．开启总电源，确认所有仪器电源状态正常工作

2．开启电脑，双击桌面上的LSM510图标，开启显微镜。 3．在初始平面上点击Start Expert Mode 键开启专家拍摄模式。 4．在主菜单中点击File New键，建立新的数据库。 二．

软件拍摄

1．在主菜单上点击Acquire Laser键，开启需要使用的激光 2．在主菜单上点击VIS键，开启显微镜观察模式 3．把需要观察的玻片放到载物台上选择需要观察的平面 4．在主菜单上点击LSM键，开启进入显微镜激光扫描模式 5．在主菜单上点击Config键，选择所需要扫描的模式及参数 6．在主菜单上点击Scan Find键，进行图像参数自动校正 7．在Scan子菜单下点击Fast X键，进行层面选择

8．在连续扫描中调节放大器增益、补偿；激光强度等图像参数来优化图像 9．点击图像子菜单上的Save键存储优化好的图像 三．

关机程序

1．完成所有操作后，关掉激光开关，冷却5分钟后，点击主菜单上Exit键，退出所有程序 2．关闭电脑 3．关闭电源

ZEISS 510 META二维扫描程序

1. 在Acquire → config → 确定扫描所需的波