液相掃描探針顯微鏡

液相掃描探針顯微鏡液體池外觀(guān)

1.保持液相環(huán)境

    對(duì)于許多樣品，保持液相環(huán)境至關(guān)重要。例如，對(duì)于大多數(shù)的生物樣品，溶液環(huán)境最接近其自然生理狀態(tài)；而且，還可通過(guò)改變液體的性質(zhì)(如成分、酸堿度等)來(lái)觀(guān)察樣品的相應(yīng)變化；此外,液相環(huán)境掃描探針顯微鏡也是目前研究固-液界面 (如原位電化學(xué)研究)最確實(shí)可行的手段。

2.克服毛細(xì)力

    大氣條件下，大多數(shù)樣品表面都吸附有一個(gè)幾納米厚的覆蓋層（凝聚水蒸氣或其他有機(jī)污染物），當(dāng)探針接觸到這個(gè)吸附層時(shí)，毛細(xì)作用會(huì)使探針進(jìn)入吸附層并產(chǎn)生向下作用力——毛細(xì)力，增加了探針對(duì)樣品的總作用力。在液相中，由于探針和樣品完全浸泡在液體里，不存在毛細(xì)作用，因此，可減小檢測(cè)時(shí)探針對(duì)樣品的作用力。

3.靜電

    如果樣品表面帶有靜電荷，那么，探針會(huì)因受到該電場(chǎng)作用而極化并產(chǎn)生額外的粘附力，這也會(huì)增加探針對(duì)樣品的作用力。在液相下，樣品表面的靜電荷會(huì)被消散，或者因使溶液在界面產(chǎn)生極性相反的離子層而被屏蔽，有效因樣品帶有靜電而產(chǎn)生的影響。

液相掃描探針顯微鏡原理示意圖

    與原子力顯微鏡(AFM)不同，由于掃描隧道顯微鏡(STM)是通過(guò)檢測(cè)探針與樣品間的隧道電流進(jìn)行工作的，而其應(yīng)用于固－液界面研究時(shí)，溶液中的探針與基底間的法拉第電荷轉(zhuǎn)移電流總會(huì)疊加到隧道電流上，為了有效的法拉第電流的干擾，必須對(duì)STM探針進(jìn)行絕緣包封，使其只裸露針尖頂端極少局域部分。