記者日前從浙江大學獲悉,該校胡歡研究員團隊聯(lián)合美國IBM沃森研究中心以及東華大學彭倚天教授團隊合作發(fā)明出一種新型納米球探針技術(shù),可以精準測量納米到微米尺度范圍的界面,填補了該尺度空缺,解決了納米摩擦學領(lǐng)域的重要技術(shù)瓶頸。
原子力顯微鏡被用于研究物體接觸時的“力量”,其核心構(gòu)件探針如同昆蟲的“觸角”,能夠?qū)悠繁砻娴淖饔昧D(zhuǎn)換成微懸臂梁的彎曲,進而通過激光束探測到。其中球形原子力探針在形變、硬度、力學屬性等方面更具優(yōu)勢。然而傳統(tǒng)球形原子力探針尺寸為1—10微米,在納米尺度的測量存在盲區(qū)。與此同時,球形探針通過膠水粘貼,粘貼位置因難以把控而會影響精確度,遇到高溫或液體容易脫落。
“高能氦離子束可以聚焦成為直徑在0.5納米左右的束斑,像一把超級小的刀,能夠?qū)⒉牧显诩{米尺度任意切割,但在硅材料襯底中注入高能氦離子束會形成隆起。”胡歡說,研究組進行了第一個利用氦離子隆起效應制造納米球探針的實驗。通過聚焦離子刻蝕在普通原子力顯微鏡探針上雕刻出一個平臺,在平臺上精準定位后注入高能氦離子束,使得單晶硅隆起,實現(xiàn)了一種穩(wěn)定可靠的納米球探針技術(shù)制造工藝,制成了具有高分辨率、高準確性、耐高溫的球形探針,針尖的直徑可在100納米到1微米之間精確調(diào)控。
胡歡表示,該技術(shù)有利于促進納米摩擦學、生物材料的測試和研發(fā),對材料學、摩擦學、生物醫(yī)學都會起到很好的推動作用。研究論文刊發(fā)于學術(shù)期刊《蘭格繆爾》。(洪恒飛 柯溢能 記者江耘)
關(guān)鍵詞: 測量原子
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