原子力顯微鏡（AFM）使科學家能夠在原子水平上研究表面。該技術是基于一個基本的概念，那就是使用懸臂上的一個探針來“感受”樣本的形態(tài)。實際上，人們使用原子力顯微鏡（AFM）已經(jīng)超過三十年了。用戶能夠很容易的在他們的實驗中使用傳統(tǒng)的微機械探針。但為用戶提供標準尺寸的探針并不是廠家提供服務的唯一方式。

      一般來說，科學家們需要的是擁有獨特設計的探針——無論是非常長的探針，亦或是擁有特殊形狀、可以很容易探到深槽底部的探針等。不過，雖然微加工可用于制造非標準探頭，但是價格非常昂貴。

       如今，德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的一個研究小組，已經(jīng)開發(fā)出一種新技術，該技術使用基于雙光子聚合的3D直接激光寫入來制造定制的AFM探針。這項研究的結(jié)果將刊登在AIP出版的《Applied Physics Letters》雜志封面上。

基于雙光子聚合的3D激光直接寫入方法適用于創(chuàng)建自定義設計的探針。（a）在懸臂梁上使用雙光子聚合打印的示意圖。這張插圖顯示的是探針掃描的電子顯微鏡圖像。

     雙光子聚合是一種3D打印技術，它可以實現(xiàn)具有出色分辨率的構建效果。這種工藝使用一種強心紅外飛秒激光脈沖來激發(fā)可用紫外線光固化的光阻劑材料。這種材料可促進雙光子吸附，從而引發(fā)聚合反應。在這種方式中，自由設計的組件可以在預計的地方被精確的3D打印，包括像懸臂上的AFM探針這樣微小的物體。

      據(jù)該團隊介紹，小探針的半徑已經(jīng)小到25納米了，這大約是人類一根頭發(fā)寬度的三千分之一。任意形狀的探針都可以在傳統(tǒng)的微機械懸臂梁上使用。

     除此之外，長時間的掃描測量揭示了探針的低磨損率，表明了AFM探針的可靠性。“我們同樣能夠證明探頭的共振光譜可通過在懸臂上的加強結(jié)構調(diào)整為多頻率的應用。”Hölscher說。

     制造最理想的原子力顯微鏡探針可以為樣本分析提供無限的選擇，也大大提高了分辨率。

        納米技術的專家現(xiàn)在能夠在未來的應用程序中使用雙光子聚合反應。“我們期望掃描探針領域的其他工作組能夠盡快利用我們的方法，”Hölscher說，“它甚至可能成為一個互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，你能通過網(wǎng)絡來設計和訂購AFM探針。”

HöLscher補充說，研究人員將繼續(xù)改善他們的方法，并將其應用于其他研究項目，比如光學和光子學仿生等。

（編譯自Azo Optics）

(責任編輯：admin)

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