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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 材料综合 » 材料物理 » 请教原子力显微镜探针-样品间相互作用力的大小问题
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yxmjxh

木虫 (正式写手)

[求助] 请教原子力显微镜探针-样品间相互作用力的大小问题已有3人参与

我们的仪器是日本精工SPA400 型号仪器。  探针-样品间的作用力参数（Force Ref）设置为 -1，+1等等，不是力的单位，只是相对来讲，参数设置为-1时，力大，+1时，力小些。请问如何换算为力的大小
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1楼2016-03-15 16:52:36
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

dustpuppet

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

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感谢参与，应助指数 +1
yxmjxh: 金币+50, ★★★很有帮助, 非常感谢！ 2016-03-16 16:48:15
要知道具体的力，你需要知道两个东西，探针的sensitivity跟弹性系数，详细的内容请参阅原子力显微镜的力谱部分-探针校准。
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我只谈技术
5楼2016-03-16 16:25:18
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yxmjxh

木虫 (正式写手)
提供相关参考文献也可以，急求。非常感谢！
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3楼2016-03-15 17:00:43
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andrewzhang

铁杆木虫 (著名写手)

超级无敌加菲

【答案】应助回帖

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感谢参与，应助指数 +1
yxmjxh: 金币+10, ★★★很有帮助, 谢谢！ 2016-03-16 16:47:51
yxmjxh: 金币+50, ★★★★★最佳答案 2016-03-18 15:54:56
日本精工这个只是相对水平等级，不能直接换算为实际作用力
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4楼2016-03-15 20:38:08
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dustpuppet

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

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yxmjxh: 金币+50, ★★★★★最佳答案 2016-03-18 09:43:58
引用回帖:
6楼: Originally posted by yxmjxh at 2016-03-16 16:47:26
谢谢。弹性系数和sensitivity倒是都知道。就是 需要做力谱，才能知道具体的力值，是不是？...

那倒不用，如果你已经知道sensitivity跟spring constant，直接乘以电压就行了。 比如说，你的sensitivity是30nm/V，spring constant是25N/m, 那么1V对应的就是1X30X25 = 750nN。
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我只谈技术
7楼2016-03-16 23:42:34
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dacey121

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

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感谢参与，应助指数 +1
yxmjxh: 金币+50 2016-03-18 09:43:32
如果你要获得模量、变形量、粘附力等指标建议采用原子力显微镜的Peakforce QNM模式试试。
ACS applied materials and interfaces 期刊上有不少介绍这个技术的文章。
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学而时习之，不亦说乎！
8楼2016-03-18 08:32:39
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dustpuppet

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
10楼: Originally posted by yxmjxh at 2016-03-18 09:47:15
我又看了下，发现不对。
比如：设置的力参数为1和10时，因为用的是同一根探针，弹性系数和sensitivity完全相同。按照这个计算力参数为10时李大，显然力参数为1时，力大。对于SPA 400 这个型号的仪器。...

我猜这是因为大家对力的表达方式不同，力的大小其实来自探针的真实弯折量。 估计你这个型号的算法跟AFM Workshop那个一样。 真实的弯折 = 0 - 设定值。 所以，设定值为-1时的力要比为1的时候大。 你能明白我再说什么吗？
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我只谈技术
11楼2016-03-18 23:49:55
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yxmjxh

木虫 (正式写手)
大概明白，非常感谢！-1表示在斥力范围，正值是其实是应力范围，探针趋于离开样品表面。力的大小肯定和探针形变量有关。我上次表达有误，正值越大，确实力越大。在离开样品表面的瞬间力最大。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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12楼2016-03-19 20:56:30
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ljjiccas

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
10楼: Originally posted by yxmjxh at 2016-03-18 09:47:15
我又看了下，发现不对。
比如：设置的力参数为1和10时，因为用的是同一根探针，弹性系数和sensitivity完全相同。按照这个计算力参数为10时李大，显然力参数为1时，力大。对于SPA 400 这个型号的仪器。...

我说老弟啊，你这是轻敲模式，setpoint越大力越小，这是正常的
计算力的大小:首先要校准针尖的sensitivity 和 spring constant 如楼上所述
                   校准方法，通过做单点力曲线和thermol tune获得上述2个参数
另外，Peakforce QNM 是Bruker公司的，别的公司是没有的
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13楼2016-03-24 00:34:58
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普通回帖

yxmjxh

木虫 (正式写手)
本人初学者，不懂，希望各位不吝赐教。金币送上。
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2楼2016-03-15 16:59:44
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yxmjxh

木虫 (正式写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by dustpuppet at 2016-03-16 16:25:18
要知道具体的力，你需要知道两个东西，探针的sensitivity跟弹性系数，详细的内容请参阅原子力显微镜的力谱部分-探针校准。

谢谢。弹性系数和sensitivity倒是都知道。就是 需要做力谱，才能知道具体的力值，是不是？
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6楼2016-03-16 16:47:26
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yxmjxh

木虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by dacey121 at 2016-03-18 08:32:39
如果你要获得模量、变形量、粘附力等指标建议采用原子力显微镜的Peakforce QNM模式试试。
ACS applied materials and interfaces 期刊上有不少介绍这个技术的文章。

谢谢，我们的仪器没有Peakforce QNM模式。
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9楼2016-03-18 09:43:23
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yxmjxh

木虫 (正式写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by dustpuppet at 2016-03-16 23:42:34
那倒不用，如果你已经知道sensitivity跟spring constant，直接乘以电压就行了。 比如说，你的sensitivity是30nm/V，spring constant是25N/m, 那么1V对应的就是1X30X25 = 750nN。...

我又看了下，发现不对。
比如：设置的力参数为1和10时，因为用的是同一根探针，弹性系数和sensitivity完全相同。按照这个计算力参数为10时李大，显然力参数为1时，力大。对于SPA 400 这个型号的仪器。
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10楼2016-03-18 09:47:15
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