1987年,AT&T公司Bell實驗室的Becker等人利用掃描隧道顯微鏡的針尖首次實現了單晶鍺表面的原子級加工,即在表面形成人造的原子級結構,表明了利用SPM進行納米級加工的可能性,預示著進行原子級加工的時代已經到來。特別值得一提的是,1993年Day和Allee成功地實現了硅表面的納米結構制備,給微電子工業的持續發展帶來了新的曙光。在這之后,利用SPM進行納米刻蝕和納米加工的方法層出不窮,加工的材料和加工所需的條件也發生了很大的變化,掃描探針納米加工技術逐漸發展成為納米科技的核心技術之一。
納米技術的發展將取決于納米結構的獲得狀況,人類無止境地追求加工的精度和器件的細度,才有了今天的信息膨脹和經濟繁榮,同時也給常規技術帶來了前所未有的挑戰。STM與AFM的發明為觀察、表征和操縱這些結構提供了新的工具,現在的問題在于如何設計這些結構以使其具有有用的新功能。納米技術熱的空前高漲需要有多種多樣的制造方法,而側重點應放在成本低廉、使用方便的方法上。微電子學的模式已經被打破,納米制造的新構想正不斷涌現,從某種程度上說,正是發現和征服未知領域這類真正挑戰激勵著人們不斷克服困難,超越極限,勇往直前。
掃描探針顯微鏡將原子力顯微鏡、掃描近場光學顯微鏡,激光共聚焦顯微鏡、熒光光譜和拉曼光譜等各種分析手段結合到一起。借助于針尖增強拉曼散射效應(TERS),其拉曼散射光譜和圖像測量的分辨率達到了50nm。
由于掃描探針顯微鏡技術具有高分辨率,對表面的檢測不產生損傷效應以及適用于不同環境中成像的特點,使得其在生物材料的表面精細結構研究中具有大潛力,具有難以為其他方法替代的作用。
掃描電鏡(SEM)中觀察到的紅細胞聚集特性,而且進一步發現固定的紅細胞表面的形態大致為直徑7.2μm、高度1.0μm左右的面包圈形式。通過采用分區觀測方法,實現了對單個細胞表面的直接觀測,首次得到紅細胞全表面的精細結構,分辨率達到納米級。結果顯示紅細胞表面具有大量納米尺度的溝槽,并且覆蓋有納米尺度的顆粒。這很可能就是脂-球蛋白鑲嵌模型中的主體蛋白和周圍蛋白,為進一步研究紅細胞的結構提供了良好基礎。
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