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　　使用调频模式的最新型HR-SPM高分辨率原子力显微镜，不仅可以在空气及液体环境中实现超高分辨率，而且首次观察到了固液界面的水化/溶剂化作用的液体分层。

　　HR-SPM: 高分辨原子力显微镜

　　HR-SPM特点

　　1、使用调频模式

　　空气和液体中的噪音降低到传统模式的二十分之一

　　在空气和液体环境中也能达到超高真空原子力显微镜的分辨率

　　现有的扫描探针显微镜 (scanning probe microscopes)和原子力显微镜(atomic force microscopes) 通常使用调幅模式(amplitude modulation).从原理上, 调频模式(frequency modulation) 可以达到更高的分辨率。

　　SPM ： 扫描探针显微镜

　　AFM ： 原子力显微镜

　　AM ： 调幅模式

　　FM ： 调频模式

　　空气环境

　　酞菁铅结晶薄膜的分子排列结构

　　下图为有机发光二极管显示器和料染敏化太阳能电池中用到的酞菁铅结晶。在大气环境下可以观察到包围分子中央的金属原子的四叶状草结构。

　　聚丁二炔晶体表面原子排列缺陷

　　观察聚丁二炔在空气中新鲜解离表面，大视野中可以看到梯田状结构(左图)，沿着与b轴平行的间隔为0.75纳米的丁二炔主链，可以看到间隔为0.5纳米的单个 PTS (对甲苯磺酸盐) 侧链。这是一个清晰可见的原子排列缺陷，该图没有经过FFT处理。

　　液体环境

　　蛋白质结晶的分子排列 1)

　　左图是在饱和溶液中观察到的蛋白溶菌酶。可以观察到表面晶胞(右图中的虚线方框)内的蛋白质分子(左图中的圆圈 )。以往的AFM无法观察到晶胞内部结构，而HR–SPM首次观察到4个蛋白质分子，和右边的模型图一致。

　　混晶结构

　　在混合溶液中观察NaCl单晶表面上外延生长的Na2MgCl4晶体。因为可观察到晶体结构，所以可应用于混晶结构的确定。

　　方解石(calcite)解理面的原子结构 2)

　　在纯净水中对方解石表面结构的原子级分辨率观察。在左图中可以观察到方解石表面的缺陷。

　　水化/溶剂化结构观察

　　固液界面的液体会形成层状结构，此现象被称为溶剂化作用。如 果液体整体是水，则被称为水化作用。 这种区别于结构的特殊结构很大程度上左右着固液界面的各种作用及变化，如液相内的溶解、化学反应、电荷转移、润湿、润滑、热传导等。但是，水化作用层/溶剂化作用层非常薄，因此一般的实验手段很难测量。特别是表面面内各向不均一的构造，之前没有测量手段 。

　　FM模式原理

　　在动态模式下，测量悬臂的振动频率，从而测得悬臂和样品间的相互作用力。具体来说，为了使悬臂的频率偏移(△f)保持一定，让悬臂在非接触状态下运动。与以往相比，对力的检测灵敏度提高了20倍以上，因此图像的分辨率也大大提升。

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