日报标题：要定义真正的「尖锐」，「空间分辨率」才是更本质的叙述 Jason，人似秋鸿来有信，事如春梦了无痕 所谓无图无真相，我来上图~ 首先纠正一点，AFM 的针头不是最尖的，和他同类型的另一种 STM 才是，这两种显微镜的原理类似但是不同，一个是利用隧穿电流，一个是用原子力~~ 但是其实两者都能实现原子级的分辨率（0.1nm）。 此外，对于尖，我想明确一下这个概念。在宏观尺度，人们通常理解的尖其实就是很细，尖端很小，而其实尖本身带有感性色彩，即一个很尖的东西刺一下人会很疼。毕竟尖端小的话同样的力会产生更大的压强。然后，这都不是重点，如果真正要定义尖的话，我觉得空间分辨率（spatial resolution）就是尖更本质的叙述。 这个就是 STM 的针头，这里的 scale bar 是 50 micron，再来个 TEM 照片，继续放大。 所以可以看到，其实就这个针头而言，他 tip 的尖端也就 20 个 nm，这么大的尺度其实根本不能操作单原子。 那究竟 AFM 操作单原子是怎么实现的呢？ 答案其实是在 tip 的最前面，有吸附的杂质原子，这些杂质原子在 tip 最前沿其实只有数个，所以可以达到操作单原子的目的。 我看有人提到了电子等。正如我上面说的，空间分辨率是尖的本质叙述，所以如果继续深究这个话题的话， TEM 是怎么也绕不过的一个坎。可是这个时候的“尖”已经不是平常的概念了，算是作为对大家支持的回馈，我就继续完善一下吧。 【 以下，我简单介绍一下 TEM 的成像和我拍的一些 TEM 的图片。 先来 FIB，FIB 是一个精度非常高的仪器，里面的各个部件都可以说是很尖很尖。 这个是用 FIB 切的一个长为 10 微米宽是一微米的长方块，FIB 中的 HRSEM 可以达到 200nm 的分辨率，精度非常高，而用其中的 Ga source 可以切到 10nm 的精度. 这个是 FIB 里的钨针，大家可以注意一下现在的 scale bar，这个钨针已经非常细了，我需要用这个针把刚刚那个长方块给 lift out 出来。 像这个样子，之后再用 Ga 离子束轰击，将这个宽度为 1 微米的长方块削薄到 40 个 nm～ 最后的效果就是这样的 注意 scale bar 和那个小长方块的尺寸～这样，一个 tem 的样品就做好了～ 关于 TEM，请参见我在另一个帖子的回答：透射电镜下看到的原子像的物理意义是什么？ 感谢各位的支持, 最近比较紧，所以现在才更新~ 关于 AFM 针尖的制作，说来其实并不复杂，先上一个流程图 首先当然是在硅基底上面长一层二氧化硅，然后用 BHF 和相应的 MASK 把想要做成针尖的区域给定下来，之后用 RIE 刻蚀掉二氧化硅下面的 Si, 由于是各项同性的刻蚀，所以离二氧化硅近的区域就会刻蚀的比较严重，所以就会在尖端形成很尖的尖端。 整套制作流程的关键是就 etching 参数的选择. [1] 我看到有人把尖，硬度还有刺入的深度都联系起来了，其实这几个概念，随着尺寸的减小越来越分道扬镳。宏观上，我们认为尖的东西就是那种扎一下就刺进去了。当一个尖锐的物体刺入另一个尖锐的物体时，有好几种情况。 第一种就是塑性变形，也是宏观上最常见的，这是由于尖锐的东西会对目标在尖端产生应力集中，所以施加很小的力就可以达到塑性变形的条件，或者达到临界应力，目标体内的裂纹发生扩展，表现出的刺入。然后这个时候的刺入对于尖锐物体是有硬度的要求的，然后硬度的要求也就决定了这种尖锐的程度。 继续往尖锐的程度发展就代表着尖端物体原子数目的减少，原子数目的减少势必会影响硬度，然后需要注意的是，这时候的刺入不需要变形或是裂纹扩展了，因为它的尖锐可以比目标内的裂纹尺度还小，所以可以直接发生刺入。 REFERENCE [1] Yaqiang Wang, Daniel Van der Weide, J. Vac. Sci Techonl. B, Vol. 23, No.4 Jul/Aug 2005 阅读原文
