原子力顯微鏡－光譜混合成像系統之發展與應用

Development and Applications of Hybrid AFM-Spectroscopy Imaging Systems

李介仁(Jie-Ren Li)

《化學》 80卷2期 (2022/05) Pp. 199-206

https://doi.org/10.6623/chem.202205_80(2).010

摘要

原子力顯微鏡（AFM）被認為是一種具有高空間解析度的表面分析工具，可以在任何條件下檢視各種品表面的超細微結構，加上可以直接測量表面結構高度以及各種物理特性的能力，使其成為研究各種樣品表面的合適技術。然而原子力顯微鏡缺乏化學分析能力，為了使其具備化學分析能力，一種結合原子力顯微鏡和多種光學／光譜系統或質譜系統的的混合成像系統被發展出來，用以互補各種成像技術優缺點，以達成對樣品進行高度空間解析度的表面形貌影像分析和化學成分鑑定。本報導將簡介原子力顯微鏡與其他光學成像和光譜分析技術的結合原理，並介紹此項技術擴展在材料分析、生化分析和生物醫學應用中的重要性。

關鍵字

原子力顯微鏡 ； 光學影像／光譜系統 ； 表面分析 ； 材料分析 ； 生化分析

並列摘要

Atomic Force Microscopy (AFM) is considered to be a surface analysis tool with high spatial resolution, that allows visualizing the surface ultrafine structures of various samples under any conditions. Plus capability of directly measuring height, forces, and mechanic property, the AFM becomes an appropriate technique for surface science. However, AFM conversely lacks capabilities of chemical analysis, as it predominantly provides morphological and physical information on the sample surface. To equip AFM with the capability of chemical analysis, a hybrid imaging system that combines atomic force microscope and multiple optical/spectral systems or mass spectrometry systems has been developed to overcome the disadvantages of AFM imaging technique. This review will introduce the principle of combining AFM with other spectral imaging and spectroscopic analysis techniques, and the importance of applying such hybrid imaging technology in materials analysis, bioanalysis, and biomedical applications.

並列關鍵字

Atomic force microscopy ； Spectral imaging/spectroscopy system ； Surface analysis ； Material analysis ； Bioanalysis