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3D 打印厚度仅 5 纳米的传感器将有效提高原子力显微镜的检测速度

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随着 3D 打印的不断发展,研究微观 3D 打印渐渐成为了一种趋势。近日,瑞士的洛桑理工学院(EPFL)在微观 3D 打印方面取得了重大进展。他们研发出了一款厚度仅为 5 纳米的传感器。这种传感器能够提高原子力显微镜检测速度和灵敏度。具体操作时,将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定,另一端的微小针尖接近样品,这时它们之间就会产生相互作用,作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时,利用传感器检测这些变化,就可获得作用力分布信息,从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。要提高原子力显微镜的性能,最好的方法之一就是缩小它的悬臂。而 EPFL 制造这个 5 纳米厚传感器所用的纳米 3D 打印技术刚好可以达到这种要求 — 它甚至可以将悬臂缩小 100 倍!这个 5 纳米厚的 3D 打印传感器的主体由高导电的铂纳米颗粒组成,外部则被绝缘的碳基体包裹。正常情况下,碳是可以阻挡住电子的,但在纳米尺度上,这种情况就会被量子效应改变 — 电子会不可思议地穿过绝缘材料,瞬间从一个纳米颗粒转移到另一个纳米颗粒上。于是,当传感器的形状改变时,纳米粒子彼此间的距离就会变大,而电子在它们之间跳跃的次数也会随之减少,而由此形成的电流就透露了传感器的形变程度以及被测物体的组成。


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