晶體生長理論在發展過程中形成了很多模型,可是這些模型大多是理論分析的間接研究,它們和實際情況究竟有無出入,這是人們最為關心的。因而人們希望用顯微手段直接觀察到晶面生長的過程。用光學顯微鏡、相襯干涉顯微鏡、激光全息干涉術等對晶體晶面的生長進行直接觀測,也取得了一些成果。但是,由于這些顯微技術分辨率太低,或者是對實驗條件要求過高,出現了很多限制因素,不容易對生長界面進行分子原子級別的直接觀測。原子力顯微鏡則為我們提供了一個原子級觀測研究晶體生長界面過程的全新有效工具。利用它的高分辨率和可以在溶液和大氣環境下工作的能力,為我們精確地實時觀察生長界面的原子級分辨圖像、了解界面生長過程和機理創造了難得的機遇。
近幾年,國外學者已經開始利用原子力顯微鏡進行晶體生長機理的研究,特別是研究生長界面的動態過程,這些研究已經對傳統的晶體生長理論和模型帶來了沖擊和挑戰,在此基礎上,晶體生長理論可望有新的突破。這方面的工作不僅有利于晶體生長理論本身的發展,而且有利于指導晶體生產實踐,具有重要的理論和實際意義。應用原子力顯微鏡研究和修正晶體生長機理已取得以下一些比較典型的進展。
美國科學家展示了一種新技術,就是利用原子力顯微鏡(AFM)觸發晶體生長的初結并實時地控制和觀察晶體生長過程。美國西北大學的ChadMirkin與同事用涂有多聚物的AFM探針在石英基片上完成了對一種多聚物晶體的生長、觀察和控制。Mirkin小組先在室溫下用AFM探針將一滴多聚DL賴氨酸(PLH)滴在石英基片上。接著,他們用探針掃描這個基片,掃描區域為8×8微米。在不斷地掃描過程中,他們先是發現了兩塊三角形的結晶,其中一塊邊長只有320納米。他們看到這兩顆“種子”不斷地生長,同時其它的晶體也在不斷出現。他們還發現如果在AFM探針上涂上一層PLH就可以對晶體的生長進行控制。在控制實驗中,PLH是直接滴在石英基片上的,他們造出了各種大小的隨意結構和三角形晶體。當溫度提升至35°C時,他們發現晶體由三棱柱結構變成了立方體結構。
這一對晶體的研究技術較之傳統X射線衍射法,最小研究對象要小5個數量級。這一進展的意是:以前由于晶體體積太小而無法用傳統方法研究的晶體初期生長過程首次展示在人們面前。
蘇州飛時曼精密儀器有限公司成立于2013年,在2015年,公司獲得江蘇省高新技術企業認證,擁有自主知識產權30多項,研發的多款產品被評為高新技術產品,并通過CE、ISO9001、SGS認證。公司的核心研究方向為光、機、電、算一體化的微納米檢測設備、先進的醫療儀器。飛時曼作為國內自主品牌、蘇州飛時曼精密儀器有限公司,其主要產品有:原子力顯微鏡系列(多模式原子力顯微鏡 FM-Nanoview1000AFM、一體式原子力顯微鏡 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewRa-AFM、光學原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewOp-AFM、教學型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學型掃描隧道顯微鏡 FM-NanoviewT-STM、工業型原子力顯微鏡 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光譜儀RM5000、拉曼光譜儀RM8000、拉曼光譜儀RM9000)。公司自主研發的原子力顯微鏡基本都具備輕敲模式,且作為國內自主研發生產的原子力顯微鏡廠家,只是選配與訂做。