1、現在學習的是第一頁，共41頁走進微觀世界走進微觀世界-顯微鏡顯微鏡人眼的最小分辨角；人眼的最小分辨角；1（1分）分）在明視距離在明視距離20cm處，能看到處，能看到0.05mm (50m)張角小于一度的物體，裸眼就難于觀測張角小于一度的物體，裸眼就難于觀測-微觀世界微觀世界走進微觀世界的工具走進微觀世界的工具-顯微鏡顯微鏡顯微鏡提供給觀察者一個放大的象顯微鏡提供給觀察者一個放大的象現在學習的是第二頁，共41頁現在學習的是第三頁，共41頁現在學習的是第四頁，共41頁現在學習的是第五頁，共41頁現在學習的是第六頁，共41頁現在學習的是第七頁，共41頁現在學習的是第八頁，共41頁現在學習的是第九頁，

2、共41頁玻璃配合料高溫熔融過程現在學習的是第十頁，共41頁現在學習的是第十一頁，共41頁現在學習的是第十二頁，共41頁現在學習的是第十三頁，共41頁Laser Scanning Confocal Microscope現在學習的是第十四頁，共41頁現在學習的是第十五頁，共41頁現在學習的是第十六頁，共41頁現在學習的是第十七頁，共41頁2.2 光學顯微鏡的極限光學顯微鏡的極限透鏡成象公式：fuu111放大率：uffuuM當uf，M ，是否能看見任何微小的物？ y0FuuFy放大倍數足夠就能觀察到任何微小物體嗎？放大倍數足夠就能觀察到任何微小物體嗎？現在學習的是第十八頁，共41頁成象系統的分辨率成

3、象系統的分辨率由于衍射效應，任何一個由于衍射效應，任何一個“點點”物，通過理想光學系物，通過理想光學系統所成象為一個彌散斑，其光強分布如圖：統所成象為一個彌散斑，其光強分布如圖：-2-10120.00.20.40.60.81.0Normalized Intensity(a.u.)Dimensionless distance現在學習的是第十九頁，共41頁瑞利判據瑞利判據：當一個點物的象的最亮處與臨近另一點物的象：當一個點物的象的最亮處與臨近另一點物的象的第一個零點重合時，此兩點物的剛好分辨。稱此時的兩的第一個零點重合時，此兩點物的剛好分辨。稱此時的兩點物間的距離為成象系統的點物間的距離為成象系統

4、的分辨率分辨率。-3-2-101230.00.20.40.60.81.0Normalized Intensity(a.u.)Dimensionless distance現在學習的是第二十頁，共41頁根據瑞利判據給出的分辨率公式根據瑞利判據給出的分辨率公式:.61. 0ANrN.A.為成象系統數值孔徑為成象系統數值孔徑:)2/sin(.nANn現在學習的是第二十一頁，共41頁提高分辨率的途徑提高分辨率的途徑1、減小波長、減小波長.61. 0ANr根據分辨率公式：（1）使用短波長可見光，如藍光）使用短波長可見光，如藍光DVD，紫外光刻紫外光刻（2）使用物質波）使用物質波電子顯微鏡電子顯微鏡)(25

5、.12121000220AUUemhvmhcvvmh現在學習的是第二十二頁，共41頁物現在學習的是第二十三頁，共41頁現在學習的是第二十四頁，共41頁現在學習的是第二十五頁，共41頁單模光纖單模光纖收縮段收縮段鍍鋁膜鍍鋁膜樣品樣品光纖傳光是通過全內反射原理。但是，當光纖直徑小光纖傳光是通過全內反射原理。但是，當光纖直徑小于半個光波長時，光就不能再傳播了。所以，在光纖于半個光波長時，光就不能再傳播了。所以，在光纖直徑小于半個波長段，需要鍍金屬膜。這時，不能傳直徑小于半個波長段，需要鍍金屬膜。這時，不能傳播的光波轉換為金屬鍍膜中的倏逝波播的光波轉換為金屬鍍膜中的倏逝波( (evanescent)e

6、vanescent)，沿沿鍍膜傳播至尖端口，然后再轉換為傳播波。但是此傳播波發鍍膜傳播至尖端口，然后再轉換為傳播波。但是此傳播波發散得非常快，通常僅在小于孔徑直徑的傳播距離內保持光束散得非?？?，通常僅在小于孔徑直徑的傳播距離內保持光束直徑與孔徑相同，所以，樣品必須離尖端很近直徑與孔徑相同，所以，樣品必須離尖端很近-近場。近場?，F在學習的是第二十六頁，共41頁SNOM測量實例與比較多孔二氧化硅表面形貌圖。(a)AFM圖象，(b)SNOM圖象現在學習的是第二十七頁，共41頁SNOM是一種多功能超分辨顯微儀器是一種多功能超分辨顯微儀器具有具有AFM的表面形貌測試功能的表面形貌測試功能測試樣品的超分辨

7、發光特性測試樣品的超分辨發光特性測試樣品的超分辨透射特性測試樣品的超分辨透射特性測試樣品的超分辨反射特性測試樣品的超分辨反射特性幾乎能能測試任何樣品：活生物、有機、無機，導電，絕緣，幾乎能能測試任何樣品：活生物、有機、無機，導電，絕緣，磁性材料等磁性材料等缺點：分辨率比AFM和STM低一個數量級，通常在50nm左右，但目前的發展趨勢是組合SNOM和AFM，因兩者的差別僅在探針現在學習的是第二十八頁，共41頁現在學習的是第二十九頁，共41頁現在學習的是第三十頁，共41頁現在學習的是第三十一頁，共41頁現在學習的是第三十二頁，共41頁現在學習的是第三十三頁，共41頁現在學習的是第三十四頁，共41頁

8、膜厚：d = (/0) /2現在學習的是第三十五頁，共41頁 光源發出一定波長的光，非偏振光光源發出一定波長的光，非偏振光( (自然光自然光) )束經過束經過起偏器后變為線偏振光，線偏振光經過起偏器后變為線偏振光，線偏振光經過1 14 4波片后，波片后，變為橢圓偏振光，橢圓偏振光經過樣品反射后，偏振狀變為橢圓偏振光，橢圓偏振光經過樣品反射后，偏振狀態發生變化，態發生變化，現在學習的是第三十六頁，共41頁 用直徑很小的觸針滑過被測薄膜的表面，同時記錄下用直徑很小的觸針滑過被測薄膜的表面，同時記錄下觸針在垂直方向的移動情況并畫出薄膜表面輪廓的方觸針在垂直方向的移動情況并畫出薄膜表面輪廓的方法被稱為

9、粗糙度儀法。既可測量表面粗糙度，也可測法被稱為粗糙度儀法。既可測量表面粗糙度，也可測量薄膜臺階的高度。量薄膜臺階的高度。 粗糙度儀觸針的頭部是用金剛石磨成半徑約粗糙度儀觸針的頭部是用金剛石磨成半徑約10-2010-20 m m的圓的圓弧后做成的。在觸針上加有弧后做成的。在觸針上加有1-30 mg1-30 mg的可以調節的壓力。垂的可以調節的壓力。垂直位移可以通過機械、電子或光學的方法被放大幾千倍甚至直位移可以通過機械、電子或光學的方法被放大幾千倍甚至一百萬倍，并配有一百萬倍，并配有CCDCCD攝像儀因而垂直位移的分辨率最高可攝像儀因而垂直位移的分辨率最高可以達到以達到lnmlnm左右。左右?，F在學習的是第三十七頁，共41頁 與稱重法相關的另一種薄膜厚度的測量方法是石英晶體與稱重法相關的另一種薄膜厚度的測量方法是石英晶體振蕩器法。目前，這一方法已被廣泛應用于薄膜沉積過振蕩器法。目前，這一方法已被廣泛應用于薄膜沉積過程中厚度的實時測量。這一方法的原理是基于程中厚度的實時測量。這一方法的原理是基于石英晶體石英晶體片的固有振動頻率隨其質量的變化而變化片的固有振動頻率隨其質量的變化而變化的物理現象；的物理現象； 一個彈性體的固有振動頻率取決于其尺寸、彈性模一個彈性體的固有振動頻率取決于其尺寸、彈性模量和密度等。對厚度為量和