PicoFemto原位力-電樣品桿重復《Science》實驗方法
日期：2020-04-09
澤攸科技的原位TEM/SEM解決方案已協助近50所高校/研究所用戶發表大量高質量研究成果。為了進一步開拓用戶的研究思路，公眾號未來將陸續更新一些原創研究成果，協助用戶充分發揮PicoFemto?原位樣品桿的功能。
今天小編帶大家來回顧一篇Xin Zhang等人2017年發表在《Science》上的很棒的作品（文章題目：Direction-specific van der Waals attraction between rutile TiO2 nanocrystals. Zhang et al., Science 356, 434-437 (2017)）。我們知道，晶體之間的晶格取向決定了晶體間力的大小，其背后的理論模型已經很好地建立起來了。但是呢，如何定量的測定他們之間的相互作用力仍然比較困難。在這個工作中，Xin Zhang等人研究了金紅石二氧化鈦納米晶體的相互取向和表面水化作用對范德華色散引力的影響。他們制備了取向確定的金紅石結構的二氧化鈦（001）透射電鏡樣品，巧妙的利用AFM懸臂梁結合ETEM對金紅石納米晶之間的范德華色散力進行了測量，系統地評估介入水的作用，并與利夫希茨理論的預測進行定量比較。
利用AFM-STM一體化樣品桿，我們可以借助透射電鏡的分辨率優勢，以及電鏡的各種分析功能來研究不同材料在不同載荷下的形貌特征，結構變化以及力學性能。此外，利用AFM的高分辨率力優勢你也可以對小尺度的力進行原位定量的實時測量。
本期文章，小編利用氧化鋅納米線替代上述論文中的二氧化鈦，結合澤攸科技的PicoFemto?系列原位力-電一體樣品桿，對上述論文中的實驗方法進行還原。
圖1 文中實驗結果（Science 356, 434-437 (2017)）
圖2 本次實驗中用到的PicoFemto原位力-電一體樣品桿
以下為本次實驗中的測試數據：
一、不同應力條件下單根納米線的形貌特征
注：本次實驗中的原位視頻可關注文末公眾號后查看。
二、利用AFM力學桿對氧化鋅納米線和AFM針尖之間的范德華力進行了測量
注：本次實驗中的原位視頻可關注文末公眾號后查看。
利用壓電陶瓷裝置將氧化鋅納米線移動到接近彈性系數標定過的AFM針尖時，納米線會迅速的被AFM 針尖吸引過去。隨后，我們緩慢移動樣品遠離AFM針尖，與此同時利用軟件獲取力和位移量的變化曲線。
三、同一樣品不同應力下的形貌及Force-Displacement曲線
注：本次實驗中的原位視頻可關注文末公眾號后查看。
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作者：Tyler Chen