静电力

✍ dations ◷ 2025-11-29 12:04:59 #静电力
静电力显微镜(英语:Electrostatic Force Microscopy,简称EFM)是一种利用测量探针与样品的静电相互作用,来表征样品表面静电势能,电荷分布以及电荷输运的扫描探针显微镜。静电力显微镜的工作原理与原子力显微镜类似。关键部分都是由悬臂梁组成的探针。但与原子力显微镜测量探针与样品的范德华力不同,静电力显微镜通过测量两者的库仑相互作用来实现样品成像。工作时,探针与样品之间被加上工作电压,悬臂梁探针受静电力的作用,在样品表面震荡,但不接触样品表面。范德华力随着原子间距离 r {displaystyle r} 成 1 / r 6 {displaystyle 1/r^{6}} 衰减,因而原子力显微镜必须保证探针与样品表面几乎接触。相比之下,随 1 / r 2 {displaystyle 1/r^{2}} 衰减的库仑力较为长程,通常探针与样品表面的工作距离为100纳米。假设样品与探针之间的电压为 Δ V {displaystyle Delta V} ,等效电容为 C {displaystyle C} ,那么系统的总能量为: U = − 1 2 C Δ V 2 {displaystyle U=-{frac {1}{2}}CDelta V^{2}} ;用 z {displaystyle z} 来代表样品表面的法线方向,则探针所受的静电力可以表示为:F e l e c t r o s t a t i c = 1 2 ∂ C ∂ z Δ V 2 {displaystyle F_{electrostatic}={frac {1}{2}}{frac {partial C}{partial z}}Delta V^{2}} 。与原子力显微镜相同,静电力显微镜也可以在液体环境中工作。在实际操作中,由于探针与样品之间既有范德华力,又有库仑力。即使选用较大的工作距离,有时仍不能完全忽略原子力存在。目前通常的解决方法是将探针与样品之间的直流电压改为交流信号。最后,在处理信号时,只处理相关频率的交流信号,就可以将范德华力的影响排除在外。

相关

  • 发冷发冷,是人体在发烧期间感到寒冷的感觉。在人体体温因发烧而上升的过程中,在体温停止增加前,会使患者感觉到寒冷,同时身体为了增加体温,会产生发抖的现象,称之为冷颤。通常会产生发
  • 在子宫内In utero是拉丁词汇,字面意思是“在子宫里”。在生物学里它常被用来描述胚胎或胎儿状态。法律上指未出生婴儿。
  • 卟啉卟啉(英语:Porphyrin)是一类由四个吡咯类亚基的α-碳原子通过次甲基桥(=CH-)互联而形成的大分子杂环化合物。其母体化合物为卟吩(porphin,C20H14N4),有取代基的卟吩即称为卟啉。卟啉
  • 抗肿瘤药物抗肿瘤药(英语:Anticancer Drugs,Antitumor Drugs,Antineoplastic Agents)也称为抗癌药、抗恶性肿瘤药,是指治疗恶性肿瘤的药物。此类药物通过多种途径杀灭或抑制癌细胞来达到治疗
  • 轻度狂躁轻度狂躁,英文Hypomania,是指一个人持续升高(欣快)或者急躁的心境状态以及在这个状态之下产生的相应的想法或者行为。许多轻度狂躁者都有性欲亢进的表现。一个人处于轻度狂躁状
  • 未解的问题尚未解决的语言学问题(List of unsolved problems in linguistics)列举了语言学中十分关键但仍待解决的诸多问题,内容如下。以下所示问题中,既有目前已被公认无解的问题,也有已解
  • 逻辑或(logical or)又称逻辑析取(logical disjunction)、逻辑选言,是逻辑和数学概念中的一个二元逻辑算符。其运算方法是:如果其两个变量中有一个真值为“真”,其结果为“真”,两个
  • 神秘动物学隐匿动物学(英语:Cryptozoology),又称传说动物学,神秘生物学,是一种专门研究未知或传闻动物的动物学,为神秘生物学之一支(另一为隐匿植物学),主要包含两个领域:
  • 基本相互作用基本相互作用(fundamental interaction),为物质间最基本的相互作用,常称为自然界四力或宇宙基本力。迄今为止观察到的所有关于物质的物理现象,在物理学中都可借助这四种基本相互
  • 西罗曼语西罗曼语(英语:Western Romance languages)是罗曼语族下属的分类之一,和意大利-达尔马提亚语共同形成了意大利-西罗曼语支。西罗曼语言虽然和意大利-达尔马提亚语,但由于经过了拉