当我们想要观察微小的物质结构时,电子显微镜已经不能满足需求。因此,科学家们研发了一种新型的显微镜——原子力显微镜(AFM),用于观察纳米尺度的物质结构。
拉曼原子力显微镜可以同时测量样品表面的拓扑形貌和化学信息。它将原子力显微镜中的探针与拉曼光谱谱仪整合在一起,通过激光激发样品表面的振动,获取样品分子的拉曼散射信号,并结合原子力显微镜技术对样品表面进行精细扫描,从而得到具有高分辨率、高灵敏度的表面化学图像。
与传统的拉曼光谱仪相比,拉曼原子力显微镜最大的优势在于其高空间分辨率。传统拉曼光谱仪的分辨率受限于激光束的焦斑大小,因此其空间分辨率只能达到数百纳米的级别。而在拉曼原子力显微镜中,探针可以直接扫描样品表面,可以获得高达0.1 nm的空间分辨率,大大提高了对微小结构的观察能力。
除此之外,拉曼原子力显微镜还具有其他优点。它不需要任何特殊的样品制备,可以直接对样品进行观察,并且可以对样品进行局部区域的化学成分分析。同时,由于拉曼散射是非破坏性的,所以样品的形貌和化学性质不会被改变,保证了实验结果的准确性和可重复性。
在应用方面,拉曼原子力显微镜在材料科学、生物医学等领域都具有广泛的应用前景。例如,在材料科学领域,拉曼原子力显微镜被用来研究各种新型材料,如二维材料、纳米线、纳米管等的结构和性质;在生物医学领域,拉曼原子力显微镜可以用来研究细胞内部的分子结构和生物大分子的形貌,为新药研发提供有力的支持。