PicoFemto原位力-電樣品桿重復(fù)《Science》實(shí)驗(yàn)方法
日期：2020-04-09
澤攸科技的原位TEM/SEM解決方案已協(xié)助近50所高校/研究所用戶發(fā)表大量高質(zhì)量研究成果。為了進(jìn)一步開(kāi)拓用戶的研究思路，公眾號(hào)未來(lái)將陸續(xù)更新一些原創(chuàng)研究成果，協(xié)助用戶充分發(fā)揮PicoFemto?原位樣品桿的功能。
今天小編帶大家來(lái)回顧一篇Xin Zhang等人2017年發(fā)表在《Science》上的很棒的作品（文章題目：Direction-specific van der Waals attraction between rutile TiO2 nanocrystals. Zhang et al., Science 356, 434-437 (2017)）。我們知道，晶體之間的晶格取向決定了晶體間力的大小，其背后的理論模型已經(jīng)很好地建立起來(lái)了。但是呢，如何定量的測(cè)定他們之間的相互作用力仍然比較困難。在這個(gè)工作中，Xin Zhang等人研究了金紅石二氧化鈦納米晶體的相互取向和表面水化作用對(duì)范德華色散引力的影響。他們制備了取向確定的金紅石結(jié)構(gòu)的二氧化鈦（001）透射電鏡樣品，巧妙的利用AFM懸臂梁結(jié)合ETEM對(duì)金紅石納米晶之間的范德華色散力進(jìn)行了測(cè)量，系統(tǒng)地評(píng)估介入水的作用，并與利夫希茨理論的預(yù)測(cè)進(jìn)行定量比較。
利用AFM-STM一體化樣品桿，我們可以借助透射電鏡的分辨率優(yōu)勢(shì)，以及電鏡的各種分析功能來(lái)研究不同材料在不同載荷下的形貌特征，結(jié)構(gòu)變化以及力學(xué)性能。此外，利用AFM的高分辨率力優(yōu)勢(shì)你也可以對(duì)小尺度的力進(jìn)行原位定量的實(shí)時(shí)測(cè)量。
本期文章，小編利用氧化鋅納米線替代上述論文中的二氧化鈦，結(jié)合澤攸科技的PicoFemto?系列原位力-電一體樣品桿，對(duì)上述論文中的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行還原。
圖1 文中實(shí)驗(yàn)結(jié)果（Science 356, 434-437 (2017)）
圖2 本次實(shí)驗(yàn)中用到的PicoFemto原位力-電一體樣品桿
以下為本次實(shí)驗(yàn)中的測(cè)試數(shù)據(jù)：
一、不同應(yīng)力條件下單根納米線的形貌特征
注：本次實(shí)驗(yàn)中的原位視頻可關(guān)注文末公眾號(hào)后查看。
二、利用AFM力學(xué)桿對(duì)氧化鋅納米線和AFM針尖之間的范德華力進(jìn)行了測(cè)量
注：本次實(shí)驗(yàn)中的原位視頻可關(guān)注文末公眾號(hào)后查看。
利用壓電陶瓷裝置將氧化鋅納米線移動(dòng)到接近彈性系數(shù)標(biāo)定過(guò)的AFM針尖時(shí)，納米線會(huì)迅速的被AFM 針尖吸引過(guò)去。隨后，我們緩慢移動(dòng)樣品遠(yuǎn)離AFM針尖，與此同時(shí)利用軟件獲取力和位移量的變化曲線。
三、同一樣品不同應(yīng)力下的形貌及Force-Displacement曲線
注：本次實(shí)驗(yàn)中的原位視頻可關(guān)注文末公眾號(hào)后查看。
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作者：Tyler Chen