——首款可分析固液界面結構的掃描探針顯微鏡

島津高分辨率掃描探針顯微鏡SPM-8000FM

        日本島津制作所于2014年1月6日推出了最新型號掃描探針顯微鏡——高分辨率掃描探針顯微鏡SPM-8000FM，不同于現(xiàn)有掃描探針顯微鏡/原子力顯微鏡多采用調幅（AM）方式，而采用更高靈敏度、更高穩(wěn)定性的調頻（FM）方式，因此稱為高分辨率HR-SPM（High Resolution Scanning Probe Microscope）掃描探針顯微鏡。并突破了FM方式只能在真空環(huán)境中觀察這一瓶頸，成為首款可在大氣·溶液環(huán)境下進行原子級的結構觀察和物性測定的掃描探針顯微鏡，并達到真空環(huán)境中超高分辨率水平。

        SPM-8000FM可在大氣˙溶液環(huán)境下分析薄膜、結晶、半導體、有機材料等多種樣品。首次實現(xiàn)了在固體和液體的臨界面（固液界面）進行水化、溶劑化的觀察，因此也可以作為固液界面結構的觀察分析儀器。例如，可實現(xiàn)鋰離子電池中電解液和電極界面發(fā)生的結構變化，或者脂類等生物分子溶液中的結構觀察等研究，為電子設備、納米材料、催化劑、生物材料等納米技術領域的研發(fā)工作帶來新手段。

        在尖端納米技術領域的研發(fā)過程中，不僅要在真空環(huán)境中，更需要在實際使用環(huán)境中進行原子級的結構觀察和物性測定，準確把握樣品特性。島津制作所與京都大學等科研機構共同研發(fā)的SPM-8000FM高分辨率掃描探針顯微鏡充分滿足了納米研究人員的理想。據(jù)悉，該款儀器將于3月展開在中國市場的銷售·應用服務工作。

SPM-8000FM特點

1. 突破超高真空瓶頸，實現(xiàn)大氣˙溶液中的超高分辨率觀察

由于SPM檢測懸臂位移的光學杠桿檢測系統(tǒng)的固有噪音水平較高，所以只能在真空中完成超高分辨率觀察。島津高分辨率掃描探針顯微鏡SPM-8000FM通過提高光學杠桿檢測系統(tǒng)的效率、降低激光干擾等技術研發(fā)，將現(xiàn)有光杠桿檢測系統(tǒng)的噪音水平降低95%，開創(chuàng)了SPM在大氣˙溶液中的超高分辨率觀察。因此，利用SPM-8000FM可以清晰的觀察到大氣中酞菁鉛晶體薄膜的分子排列結構、水中氯化鈉（NaCl）的原子結構等。還可以進行有機分子在溶液中特定反應的功能性評價、反應評價，所以在有機元件的開發(fā)領域將發(fā)揮巨大作用。 

2. 不再局限于表面觀察，實現(xiàn)了固液界面的局部三維結構的觀察分析

目前已知固液界面會在溶質與水（溶媒）的相互作用下形成復雜的層狀結構，稱之為水化溶劑化層，可對固液界面的化學反應、電荷移動、潤滑、熱傳導等產生很大的影響。但是水化溶劑化層非常薄，在臨界面的垂直方向上呈現(xiàn)不均一的結構，所以水化溶劑化層的顯微觀察迄今為止都是一個難題。
SPM-8000FM利用超高靈敏度的力檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了水化溶劑化結構的觀察分析。通過采用新的掃描方式，首次實現(xiàn)了三維結構的解析。不僅可以觀察電極、聚合物在界面活性劑、生物界面等溶液中的表面形態(tài)，還可以進行固液界面結構的觀察分析。