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一种集成扫描探针显微镜的原子层沉积系统，用于薄膜生长的原位连续监测
摘要： 开发了一种集成原子层沉积（ALD）与原子力显微镜（AFM）的双腔室系统，用于连续监测纳米颗粒至薄膜的生长过程。样品在ALD腔室中制备，通过磁力传动杆实现ALD与AFM测试腔室间的真空无损样品转移，避免了生长条件频繁变化及环境氧化导致的表面形貌改变。该传输方式还防止了连续测试过程中AFM针尖的沉积污染。样品台加工了一组精确定位销孔，确保10微米2量级的测量一致性。作为示例，通过调节ALD循环次数制备了不同厚度的铂薄膜，并在沉积过程中连续监测其表面形貌。在控制氧分压的真空环境下，经高温处理后于AFM测试腔室研究了颗粒的老化与烧结现象。该集成式AFM/ALD仪器有望成为薄膜制备与表征监测的强大工具。
关键词： 铂薄膜、原子力显微镜、原位监测、原子层沉积、薄膜生长
更新于2025-09-04 15:30:14
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生长压力对低压化学气相沉积法在r面和c面蓝宝石上直接生长石墨烯的影响
摘要： 通过低压化学气相沉积法，在无需金属催化剂的情况下，于r面和c面蓝宝石衬底上均实现了石墨烯生长。研究系统改变生长压力以探究其对石墨烯生长的影响，结果表明：在r面蓝宝石上，石墨烯覆盖率随生长压力升高而增加；而在c面蓝宝石上则随压力升高而降低。拉曼光谱与原子力显微镜分析显示，r面蓝宝石上的生长层为单层石墨烯，c面蓝宝石上则为双层结构。推测石墨烯在r面蓝宝石上仅以二维成核模式生长，而在c面蓝宝石表面形成的凹坑中更易生长——这些由氧脱附产生的凹坑可能具有某种催化效应。
关键词： 蓝宝石、低压化学气相沉积、原子力显微镜、生长压力、石墨烯、拉曼光谱
更新于2025-09-04 15:30:14
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准平衡条件下石墨烯/铜和石墨基底上氧化锌早期生长界面的研究
摘要： 本文介绍了通过室温下金属锌的反应性热蒸发，在铜基底和高度取向热解石墨上负载的石墨烯表面生长氧化锌初期阶段的研究。该方法可在准平衡条件下深入探究氧化锌与石墨烯界面间的基本相互作用。研究采用光电子能谱、原子力显微镜和扫描显微镜作为实验表征技术，结合因子分析和非弹性峰形分析进行建模，对沉积物的定量化学特性及形貌进行了系统分析。为便于对比，还采用相同生长方法研究了氧化锌在高度取向热解石墨基底上的生长情况。结果表明：尽管两种基底的首层原子结构相同，但沉积物的生长动力学和形貌特征存在显著差异，并据此提出了适用于两种基底的氧化锌生长动力学模型。
关键词： X射线光电子能谱、生长初期阶段、ZnO/石墨烯界面、原子力显微镜、纳米结构ZnO薄膜
更新于2025-09-04 15:30:14
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InGaN/GaN结构结构、光学及形貌特性的研究
摘要： 本研究在300-500°C范围内以50°C为间隔对InGaN/GaN结构进行了研究。采用金属有机化学气相沉积法在c面蓝宝石衬底上沉积了InGaN/GaN多量子阱结构。除温度外，生长过程中所有参数保持恒定。通过XRD技术研究了不同In含量的InGaN/GaN结构，利用高分辨率X射线衍射、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、光致发光(PL)、透射和原子力显微镜(AFM)测定了其结构、光学及形貌特性。根据FTIR和PL光谱可知，带隙值与电磁波谱中的蓝光区域吻合。透射测量结果显示样品在约390nm波长处完全吸光。采用XRD技术计算了位错密度和应变，通过威廉姆森-霍尔(W-H)方法处理X射线衍射获得的半高宽数据，测定了横向/纵向晶粒尺寸和倾斜角度。利用AFM分析了表面粗糙度参数。比较了GaN和InGaN层随温度升高呈现的不同特性。AFM图像显示这些结构具有较高表面粗糙度和较大晶粒尺寸。所有测试结果与既往文献报道良好吻合。
关键词： 傅里叶变换红外光谱、金属有机化学气相沉积、X射线衍射、原子力显微镜、光致发光、氮化铟镓/氮化镓
更新于2025-09-04 15:30:14
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基于拉曼光谱和原子力显微镜的联合检测技术：用于分析ApoE/LDLR?/?小鼠主动脉内皮功能障碍的生化与纳米力学特征
摘要： 内皮功能障碍被认为是心血管疾病发展中的关键因素。这一多因素过程涉及内皮细胞生化及力学特性的改变，导致血管?；そ橹适头盼陕摇８叩ü檀佳⒑湍谄てぶ视捕仍黾右驯欢懒⒅な祷岬贾乱谎趸头偶跎?，从而引发内皮功能障碍。然而，这些参数之间直接关联的证据尚不明确。本研究建立了一种结合拉曼光谱（用于生化分析）与原子力显微镜（用于分析内皮纳米力学特性）的新方法。通过这种双重技术手段，对同一区域离体原生主动脉（分别取自内皮功能障碍小鼠模型ApoE/LDLR-/-和野生型小鼠）进行了研究。特别发现ApoE/LDLR-/-组主动脉存在细胞内脂质含量升高和皮质硬度/弹性增强的现象，这直接证明了内皮功能障碍、细胞生化组成与纳米力学特性之间的关联性。
关键词： 原子力显微镜、内皮功能障碍、高胆固醇血症、内皮纳米力学、拉曼光谱
更新于2025-09-04 15:30:14
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结合位点的多态特异性分布决定了α-突触核蛋白纤维中硫黄素T的荧光强度
摘要： 硫黄素T（ThT）是体外半定量追踪淀粉样蛋白形成最常用的荧光染料，能特异性探测纤维状β-折叠含量。近年来研究表明，淀粉样纤维的结构多态性是体内外淀粉样蛋白形成的重要特征。因此，结合淀粉样蛋白结构多态性理解ThT与淀粉样蛋白的相互作用，对正确解读ThT荧光数据至关重要。本研究以两种形态相异但化学组成相同的α-突触核蛋白聚集体为对象，探究了纤维形态对ThT荧光及结合位点的影响。虽然两种聚集体的β-折叠含量相近，但在ThT荧光检测中表现出类型特异性的荧光强度差异。进一步通过纤维结合ThT的荧光寿命测量发现，这些聚集体上至少存在两种性质不同的ThT结合位点。结合位点在纤维表面的相对分布具有形态依赖性，从而决定了观察到的聚集体特异性ThT荧光强度。这些结果揭示了纤维形态在基于ThT的淀粉样蛋白研究中的关键作用，强调了多态性对ThT-淀粉样蛋白相互作用的影响，可解释ThT淀粉样蛋白结合实验中常见的变异性现象。
关键词： 硫黄素T、多态性、淀粉样蛋白、原子力显微镜、α-突触核蛋白
更新于2025-09-04 15:30:14
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光学制造材料科学与技术 || 表面粗糙度
摘要： 由于光学玻璃元件的表面粗糙度会影响光学散射损耗和下游激光调制[1]，因此它是许多光学系统（包括激光器和望远镜）的重要参数。在光学抛光过程中，工件、抛光液和抛光垫之间的多种相互作用可能会在不同空间尺度上影响最终的工件粗糙度。第2章描述了影响大空间尺度（>1毫米，即表面面形）的现象（见图2.1）。相比之下，本章重点阐述影响小空间尺度（<1毫米，即从原子力显微镜2级粗糙度到微米级粗糙度的表面粗糙度）的现象和工艺参数（见图1.8）。通常通过原子力显微镜（AFM）测量的精细尺度粗糙度分为AFM1（≤5微米）和AFM2粗糙度（≤50微米），如图表右侧所示。该尺度的粗糙度受单颗粒去除函数、贝氏层特性、抛光液颗粒尺寸分布（PSD）、抛光垫形貌、抛光垫力学性能以及抛光液颗粒再沉积等参数影响。更高一级的空间尺度（微米至毫米范围，称为微观或μ-粗糙度）通常通过白光干涉仪测量（图1.8）。μ-粗糙度不仅受上述较小空间尺度现象影响，还与控制抛光液界面相互作用的参数有关，例如界面处抛光液颗粒的空间分布。这些参数和现象列于图4.1中，该图展示了在影响最终抛光表面粗糙度的目标空间尺度上，工件-抛光盘界面的示意图。图4.1为理解本章内容提供了重要框架。
关键词： 光学抛光、研磨液粒径分布、抛光垫形貌、原子力显微镜、微观粗糙度、表面粗糙度
更新于2025-09-04 15:30:14
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金基底上石墨烯纳米带的脱离动力学
摘要： 金属表面物理吸附的石墨烯纳米带（GNRs）构成了具有力学、电子学和摩擦学多重特性的可移动纳米接触结构。先前研究表明，由于结构非共格性，吸附在Au(111)表面的GNRs通常能实现平滑的超润滑滑动。本文研究了末端被原子力显微镜（AFM）悬臂梁提起时的纳米级脱附力学行为。通过AFM纳米操纵与分子动力学（MD）模拟，我们识别出两个连续阶段：(i) 局部弯曲逐渐加剧，同时粘附部分保持平滑滑动；(ii) 随后出现粘滑动力学现象，表现为剩余粘附GNR片段与尾端间歇性跳跃时伴随的突发弯曲弛豫。AFM垂直力测量显示的振荡信号，经与MD模拟对比，可归因于长度为0.42 nm的GNR单胞逐个相继脱附。单个周期内的额外调制则源于仍处物理吸附状态的GNR片段阶梯式推进。伴随GNR抬升的非共格莫尔条纹滑动通?；岵ぶ芷诟郊诱竦矗旱盙NR以标准"R30"取向排列在Au(111)表面时该特征几乎不可检测，但我们预测在相同表面的替代旋转"R0"取向或其他表面（如可能的Ag(111)）上，该特征将显著显现。
关键词： 分子动力学模拟、金、原子力显微镜、石墨烯纳米带、剥离动力学
更新于2025-09-04 15:30:14
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利用乙醇进行等离子体增强化学气相沉积法生长石墨烯
摘要： 提出一种改进的化学气相沉积（CVD）技术路线，以铜基底为支撑体合成石墨烯薄片。所用碳源为乙醇，合成温度为950°C，整个过程压力受控。在此CVD合成过程中，碳源在低压和950°C条件下引入，导致石英管内出现等离子蓝闪现象。显然，这种等离子蓝闪的存在是获得石墨烯薄片的必要条件。通过多种技术对合成的石墨烯进行表征，结果显示其具有高纯度的非氧化石墨烯。
关键词： 化学气相沉积、拉曼光谱、原子力显微镜、等离子体增强、石墨烯薄片
更新于2025-09-04 15:30:14