基于四足扫描器与混合环频解调技术的液态环境下的qPlus传感器高温高速原子力显微镜技术

《Small Methods》：High-Temperature and High-Speed Atomic Force Microscopy Using a qPlus Sensor in Liquid via Quadpod Scanner and Hybrid-Loop Frequency Demodulation

　　摘要

利用配备qPlus传感器的高温高速原子力显微镜，实现了在200℃以上温度下对熔融金属/固体界面的原子级分辨率成像。为了提高qPlus传感器（质量为2.3克）在高速扫描时的抗热漂移能力，并使其免受加热样品的影响，研究人员开发了一种尖端扫描式高速Quadpod扫描器。该扫描器在无负载状态下具有7.05 kHz（横向）/29.7 kHz（纵向）的共振频率。此外，还建立了一种混合环频率解调技术，用于低共振频率传感器，其带宽优于传统的锁相环技术，解调带宽可达BΔfinst～0.26f0，同时不会超过输入偏转信号的理论噪声限。通过结合这些技术，能够在约210℃下对熔融Ga/PtGax界面进行原子级分辨率成像。在约210℃下获得的表面形貌图像显示，该界面具有较低对称性的倾斜晶格结构，这与在室温下放置96小时的未加热样品中所观察到的原始矩形晶格结构有所不同。这表明，所开发的高温高速AFM技术能够以原子级分辨率观测非水态液体/固体界面，其在注射建模、焊接以及液态金属催化剂制备等领域具有广泛的应用前景。

利益冲突

作者不存在需要披露的利益冲突。

数据可用性声明

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