研究目的
研究纳米孔同时扫描离子电导和原子力显微镜中孔边缘对离子电流图像的影响。
研究成果
该研究成功设计出一种符合模型与模拟所确定几何要求的纳米孔探针，使扫描离子电导显微镜（SICM）对探针-样品间距的灵敏度更高。这种纳米孔探针虽能成像低至纳米尺度的特征，但由于探针横向尺寸增大，所得SICM图像形貌会发生畸变。该研究强调了在追求高分辨率时限制探针壁面尺寸的重要性。
研究不足
研究表明，探针电流对样品距离的敏感性增强会伴随对固有扫描离子电导显微镜（SICM）壁面伪影更高的敏感度。探针的横向尺寸（开口角度和侧壁厚度）会导致台阶边缘出现局部电流增强，从而形成分辨率过低的SICM形貌伪影来呈现台阶边界。
1：实验设计与方法选择：
研究通过微加工和离子铣削技术设计了一种具有纳米开口（开口直径<20 nm）、增大外内半径比及宽开口角度的探针，用于同步扫描离子电导显微镜（SICM）与原子力显微镜（AFM）成像。
2：样本选择与数据来源：
实验在标准样本上进行，包括聚二甲基硅氧烷（PDMS）校准网格和纳米压印金线。
3：实验设备与材料清单：
研究采用改装用于离子电导测量的FluidFM显微镜、Ag/AgCl准参比对电极及Pico 2 USB供电膜片钳放大器。
4：实验流程与操作步骤：
以500 nm/s速度将探针移向玻璃基底记录趋近曲线，通过SICM模式光栅扫描或AFM接触模式获取图像。
5：数据分析方法：
运用有限元建模（FEM）解析纳米孔探针扫描纳米特征结构时产生的电流图像。
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FluidFM apex probes
300 nm opening diameter
Cytosurge
Used for SICM and AFM imaging
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Pico 2 USB-powered patch clamp amplifier
Tecella
Used for ion conductance measurements
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Ag/AgCl quasi-reference counter electrodes
Used for ion conductance measurements
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NVision40
Carl Zeiss AG
Used for FIB milling
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Zeiss Orion Plus
Carl Zeiss AG
Used for HIM imaging
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