云南納米力學測試方法

縱觀納米測量技術(shù)發(fā)展的歷程，它的研究主要向兩個方向發(fā)展：一是在傳統(tǒng)的測量方法基礎(chǔ)上，應(yīng)用先進的測試儀器解決應(yīng)用物理和微細加工中的納米測量問題,分析各種測試技術(shù),提出改進的措施或新的測試方法；二是發(fā)展建立在新概念基礎(chǔ)上的測量技術(shù)，利用微觀物理、量子物理中較新的研究成果,將其應(yīng)用于測量系統(tǒng)中,它將成為未來納米測量的發(fā)展趨向。但納米測量中也存在一些問題限制了它的發(fā)展。建立相應(yīng)的納米測量環(huán)境一直是實現(xiàn)納米測量亟待解決的問題之一，而且在不同的測量方法中需要的納米測量環(huán)境也是不同的。對納米材料和納米器件的研究和發(fā)展來說，表征和檢測起著至關(guān)重要的作用。由于人們對納米材料和器件的許多基本特征、結(jié)構(gòu)和相互作用了解得還不很充分，使其在設(shè)計和制造中存在許多的盲目性，現(xiàn)有的測量表征技術(shù)就存在著許多問題。此外，由于納米材料和器件的特征長度很小，測量時產(chǎn)生很大擾動，以至產(chǎn)生的信息并不能完全表示其本身特性。這些都是限制納米測量技術(shù)通用化和應(yīng)用化的瓶頸，因此，納米尺度下的測量無論是在理論上，還是在技術(shù)和設(shè)備上都需要深入研究和發(fā)展。測試內(nèi)容豐富多樣，包括硬度、彈性模量、摩擦系數(shù)等，助力材料研究。云南納米力學測試方法

特點：能同時實現(xiàn)SEM/FIB高分辨成像和納米力學性能測試，力學測量范圍0.5nN-200mN(9個數(shù)量級)，位移測量范圍0.05nm-21mm(9個數(shù)量級)，五軸(X,Y,Z,旋轉(zhuǎn),傾斜)閉環(huán)控制保證樣品和微力傳感探針的精確對準，能在SEM/FIB較佳工作距離下實現(xiàn)高分辨成像(可達4mm)以及FIB切割和沉積，五軸(X,Y,Z,旋轉(zhuǎn),傾斜)位移記錄器實現(xiàn)樣品臺上多樣品的自動測試和掃描，導(dǎo)電的微力傳感探針可有效減少荷電效應(yīng)，能夠通過力和位移兩種控制模式實現(xiàn)各種力學測試,例如拉伸、壓縮、彎曲、剪切、循環(huán)和斷裂測試等，電性能測試模塊能夠?qū)崿F(xiàn)力學和電學性能同步測試(樣品座配備6個電極)導(dǎo)電的微力傳感探針可有效減少荷電效應(yīng)，實現(xiàn)力學性能測試與其他SEM/FIB原位分析手段聯(lián)用,如EDX、EBSD、離子束沉積和切割，兼容于SEM本身的樣品臺,安裝和卸載快捷方便。重慶半導(dǎo)體納米力學測試應(yīng)用納米力學測試可以用于評估納米材料的性能和質(zhì)量，以確保其在實際應(yīng)用中的可靠性。

分子微納米材料在超聲診療學中的應(yīng)用，分子影像可以非侵入性探測體內(nèi)生理和病理情況的變化,有利于研究疾病的病因、發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸。近年來由于微納米技術(shù)的飛速發(fā)展，超聲分子影像也取得了長足的進步。微納米材料具有獨特的優(yōu)點，可以負載多種藥物/分子、容易進行理化修飾、可以進行多重靶向運輸?shù)?。通過與超聲結(jié)合可以介導(dǎo)血腦屏障的開放，實現(xiàn)多模態(tài)成像、診療一體化、重癥微環(huán)境標志物監(jiān)控和信號放大。進一步研究應(yīng)著眼于其生物安全性，實現(xiàn)材料的無潛在致病毒性、無脫靶效應(yīng)及能進行體內(nèi)代謝等，解決這些問題將為疾病提供一種新的診療模式。

SFM納米力學測試。在掃描隧道顯微鏡(STM)發(fā)明以后,基于STM,人們又陸續(xù)發(fā)展一系列相似的掃描成像顯微技術(shù),它們包括原子力顯微鏡(AFM)、摩擦力顯微鏡(FFM)、磁力顯微鏡、靜電力顯微等,統(tǒng)稱為掃描力顯微鏡(SFM)。由于這些掃描力顯微鏡成像的工作原理是基于探針與被測樣品之間的原子力、摩擦力、磁力或靜電力,因此,它們自然地成為測量探針與被測樣品之間微觀原子力、摩擦力、磁力或靜電力的有力工具。采用原子力顯微鏡對飽和鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白和脫鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白與轉(zhuǎn)鐵蛋白抗體之間的相互作用進行研究通過原子力顯微鏡對分子間力的曲線進行探測,比較飽和鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白和脫鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白與抗體之間的作用力的差異。納米力學測試需要使用專屬的納米力學測試儀器，如納米壓痕儀和納米拉伸儀等。

力—距離曲線測試分為準靜態(tài)模式和動態(tài)模式，實際應(yīng)用中采用較多的是準靜態(tài)模式下的力-距離曲線測試。由力—距離曲線測試可以獲得樣品表面的力學性能及黏附的信息。利用接觸力學模型對力—距離曲線進行擬合，可以獲得樣品表面的彈性模量。力—距離曲線測試與納米壓痕相比，可以施加更小的作用力(nN量級)，較好地避免了對生物軟材料的損害，極大地降低了基底對薄膜力學性能測試的影響。力—距離曲線測試普遍應(yīng)用于聚合物材料和生物材料的納米力學性能測試，很多研究者利用此方法獲得了細胞的模量信息。力—距離曲線陣列測試可以獲得測試區(qū)域內(nèi)力學性能的分布，但是分辨率較低，且測試時間較長。另外，力—距離曲線一般只對軟材料才比較有效。圖2 是通過力—距離曲線陣列測試獲得的細胞力學性能(模量) 的分布。納米力學測試能夠揭示材料表面的微觀結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。微電子納米力學測試供應(yīng)商

納米力學測試旨在探究微觀尺度下材料的力學性能，為科研和工業(yè)領(lǐng)域提供有力支持。云南納米力學測試方法

Berkovich壓頭是納米壓痕硬度計中較常用的。它可以加工得很尖，而且?guī)缀涡螤钤诤苄〕叨葍?nèi)保持自相似，適合于小尺度的壓痕實驗。目前，該類壓頭的加工水平：端部半徑50nm，典型值約40nm，中心線和面的夾角精度為J=0.025°。在納米壓痕硬度測量中，Berkovich壓頭是一種理想的壓頭。優(yōu)點包括：易獲得好的加工質(zhì)量，很小載荷就能產(chǎn)生塑性，能減小摩擦的影響。Cube-corner壓頭因其三個面相互垂直，像立方體的一個角，故取此名稱。壓頭越尖，就會在接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生理想的應(yīng)力和應(yīng)變。目前，該種壓頭主要用于斷裂韌性(fracture toughness)的研究。它能在脆性材料的壓痕周圍產(chǎn)生很小的規(guī)則裂紋，這樣的裂紋能在相當小的范圍內(nèi)用來估計斷裂韌性。錐形壓頭圓錐具有尖的自相似幾何形狀，從模型角度常利用它的軸對稱特性，納米壓痕硬度的許多模型均基于圓錐壓痕。由于難以加工出尖的圓錐金剛石壓頭，它在小尺度實驗中很少使用。云南納米力學測試方法