原位准同步检测微纳结构物化特性的方法

摘要

本发明涉及对材料表面微纳结构进行物化特性的检测方法，具体涉及在大气环境下采用AFM-IMS或AFM-FAIMS联用技术，原位准同步检测微纳结构物化特性的方法。先在原子力显微镜上对被测样品进行扫描成像得到物理特性数据后，利用电晕放电，使样品的化学物质脱附并离化为带电离子，再利用微型机电接口装置以迁移电场或使用人工气流的方式将带电离子送入离子迁移谱仪或高场不对称波形离子迁移谱仪中进行分离检测，确定化学成分。本发明能够将样品的物理特性和化学成份直接对应起来分析，具有原位（准）同步定点分析微纳结构的功能，整个过程在大气环境下进行，对样品限制低，分析测试效率大为提高，操作方便灵活，体积成本较低，便于在材料分析测试领域中普及推广使用。

主权项

一种原位准同步检测微纳结构物化特性的方法，包括首先将被测样品固定在原子力显微镜样品台上，调整该显微镜成像系统及扫描参数，对被测样品进行扫描成像并得到物理特性数据；其特征在于，然后的步骤是一．使被测样品的化学物质脱附并离化为带电离子：（1）安装能电晕放电的AFM探针；(2)调整该显微镜的微悬臂梁和探针针尖，使探针针尖对准被测样品，探针针尖与被测样品距离在10‑200个微米间；(3)在探针上施加高电压至探针尖端以产生电晕放电，使被测样品的化学物质脱附并离化为带电离子； 二．利用微型机电接口装置以迁移电场或使用人工气流的方式将带电离子送入离子迁移谱仪或高场不对称波形离子迁移谱仪的离化区中：（4）先利用抽取电极抽取被解吸附的带电离子，并加环形电极产生迁移电场引导带电离子进入离子迁移谱仪或高场不对称波形离子迁移谱仪离化区；或者将迁移谱仪或高场不对称波形离子迁移谱仪入口对准AFM探针针尖的样品处，使用气泵以人工气流吸入带电离子，使带电离子进入离子迁移谱仪离化区中； 三．利用离子迁移谱仪或高场不对称波形离子迁移谱仪进行分离检测，以确定化学成分。