具体描述
奈米科技仪器中，原子力显微镜(Atomic Force Microscope，AFM)不仅扮演了强而有力的奈米材料检测工具，亦可做为奈米加工器具；为使种子教师和一般大众对奈米科技、AFM原理、操作及应用能有更深入的认识与了解，编撰适合高中、国中小教师学习的「原子力显微镜实作训练」教材书籍，内容包含有光碟片烧录轨道及奈米碳管的表面型貌观察等实作课程。相信此本手册可提供阅读者详细且完备的奈米科技教育、AFM原理及实务操作能力等知识，期许达到奈米科技知识传播及奈米科技教育普及化之目的。
作者简介
●蔡毓桢
现职：国立中兴大学化学工程学系副教授
学经历：英国牛津大学物理化学系博士
国立清华大学化学工程学系硕士
●薛富盛
现职：国立中兴大学材料科学与工程学系教授兼研发长
台湾镀膜科技协会理事长
学经历：国立中兴大学材料工程学系教授兼系主任
国立中兴大学材料工程学所教授兼所长
美国康乃尔大学材料科学与工程学系博士
●吕福兴
现职：国立中兴大学材料科学与工程学系教授兼系主任
学经历：美国康乃尔大学材料科学与工程学系博士
美国德拉瓦大学材料科学系硕士
●吴宗明
现职：国立中兴大学材料科学与工程学系教授
学经历：美国凯斯西储大学分子科学与工程学系博士
美国凯斯西储大学分子科学与工程学系硕士
著者信息
图书目录
1-1 原子力显微镜简介
1-2 原子力显微镜操作原理
1-3 原子力显微镜操作顺序说明
第二章 实验部分
实验一：AFM用XY轴校正光栅表面分析实验
2-1 目的
2-2 相关知识
2-3 仪器及试片
2-4 实验步骤
2-5 实验结果
实验二：CD-R染料层表面分析实验
3-1 目的
3-2 相关知识
3-3 光碟读取方式及烧录原理
3-4 仪器及试片
3-5 实验步骤
3-6 实验结果
实验三：奈米碳管表面分析实验
4-1 目的
4-2 相关知识
4-3 奈米碳管的制备方法
4-4 奈米碳管的特性
4-5 奈米碳管的应用
4-6 仪器及药品
4-7 实验步骤
4-8 实验结果
实验四：以原子力显微镜制作奈米氧化物
5-1 目的
5-2 相关知识
5-3 奈米氧化物形成之机制
5-4 仪器及药品
5-5 实验步骤
5-6 实验结果
图书序言
图书试读
用户评价
我一直对纳米科学和材料表征领域很感兴趣，而原子力显微镜（AFM）无疑是这个领域中最重要的仪器之一。过去，我通常是通过阅读大量的学术论文和参加一些简短的讲座来了解AFM。虽然能掌握一些基本的原理，但在实际操作层面，我总感觉自己缺乏系统的训练，对一些细节性的问题也常常感到困惑。这本书的出现，恰好弥补了这一方面的不足。我非常欣赏它“实作训练教材”的定位，这意味着它不仅仅停留在理论层面，而是要着重于教会读者如何“动手”。我期待这本书能提供一个完整的AFM操作流程，从开箱、安装（如果需要的话），到日常的开关机、样品放置、探针安装、软件启动、参数设置、扫描执行、图像采集，再到后期的图像处理和数据分析，每一个步骤都能有清晰的说明和建议。尤其令我期待的是，书中能否针对不同类型的样品，例如生物样品、聚合物薄膜、陶瓷材料等，提供差异化的操作技巧和参数选择指南。我知道，不同的样品在AFM操作过程中会遇到不同的问题，例如表面粗糙度、附着力、水汽影响等，如果书中能提供一些针对性的解决方案，那就太棒了。此外，我还希望能了解一些AFM的高级应用，比如力谱测量、相衬成像、溶液环境下的AFM操作等等。虽然这些可能不属于基础操作，但了解它们的存在以及基本的操作思路，对于我未来深入研究AFM的应用非常有帮助。希望这本书能成为一本真正意义上的“工具书”，让我在AFM的世界里，能够更加游刃有余地探索。
评分对于我们实验室来说，一台先进的原子力显微镜（AFM）是必不可少的科研工具，但如何让团队里的每个成员都能够熟练运用，确实是个不小的挑战。尤其是对于新加入的研究生，往往需要花费大量的时间和精力去摸索，甚至有时候会因为操作不当而影响实验进度，甚至损坏昂贵的仪器。所以，当看到这本《原子力显微镜实作训练教材》时，我感到眼前一亮。我非常看重这本书在“实作”二字上的侧重点。很多理论性的书籍会洋洋洒洒地介绍AFM的物理原理和发展历史，这些固然重要，但对于实际操作者而言，更需要的是“怎么做”的指导。我希望这本书能够提供清晰、条理分明的步骤，一步一步地带领读者完成AFM的各项操作，从开机前的准备工作，到样品台的操作、探针的安装与更换，再到扫描软件的界面介绍和参数设定，每一个环节都应该详尽而具体。我还特别希望书中能够包含大量的实操案例和图示，例如，如何准备不同类型的样品，如何根据样品特性选择合适的探针，如何在扫描过程中调整参数以获得高质量的图像，以及如何识别和修正图像中的伪影。这些细节对于新手来说至关重要。另外，对于AFM的维护和保养，我也十分关注。毕竟，这台仪器价格不菲，正确的使用和维护可以大大延长其使用寿命，减少故障率。如果书中能有关于日常维护、清洁保养以及常见故障排除的指南，那将大大提升这本书的实用价值。总而言之，我期待这本书能够成为实验室里人人必备的“操作手册”，让大家都能自信、高效地使用AFM，从而推动我们科研项目的顺利进行。
评分这本书的出现，简直是为我这种动手能力相对“弱鸡”的研究生党量身定做的！平常看文献，读原理，理解那些精密的机械结构和复杂的控制系统，感觉脑袋都要炸了。理论总是显得那么高高在上，可真到了实验室，面对着那台庞大的原子力显微镜（AFM），总是手足无措，生怕一个不小心就弄坏了仪器，那可真是欲哭无泪。这本书的标题就给了我极大的希望——“实作训练教材”。这四个字，就像是在黑暗中点亮了一盏明灯，让我看到了掌握AFM操作的曙光。我期待它能带我一步一步地认识AFM的每一个部件，了解它们的功能，更重要的是，如何安全、高效地进行操作。从样品制备、探针选择，到扫描参数的设置、图像的初步处理，每一个环节都至关重要。我希望这本书能提供非常具体、图文并茂的指导，让我能像跟着一位经验丰富的前辈老师一样，从零开始，逐步熟悉AFM的工作流程。我特别关注的是书中对常见操作问题的分析和解决方法的介绍。比如，为什么我扫描出来的图像总是有噪点？为什么我的探针总是容易断裂？是不是我的样品表面处理不到位？这些都是我经常遇到的难题，如果这本书能有详细的解释和实用的对策，那对我来说价值就太大了。而且，我对AFM的各种成像模式也充满了好奇，比如接触模式、非接触模式、轻敲模式，它们各自的适用范围、优缺点以及操作上的注意事项，我都很想深入了解。这本书如果能提供详尽的对比和实践指导，那绝对是一本不可多得的宝藏。总之，我迫切地希望这本书能成为我AFM实验之路上的忠实伙伴，帮助我克服理论与实践之间的鸿沟，真正成为一名合格的AFM使用者。
评分作为一名长期在实验室摸爬滚打的研究生，我深知理论学习与实际操作之间的巨大鸿沟。原子力显微镜（AFM）就是这样一个典型的例子，虽然我已经阅读了许多关于AFM的文献和教材，但真正站在仪器前，我常常感到手足无措。因此，看到《原子力显微镜实作训练教材》这本书，我简直欣喜若狂。我最看重的是这本书的“实作”导向，这意味着它不仅仅是理论的堆砌，而是要教会读者如何真正地“上手”。我期待这本书能够提供一套非常系统和详细的操作流程，从仪器的开机前的准备工作、安全注意事项，到样品的放置、探针的安装与更换，再到软件界面的介绍、扫描参数的设置，每一个环节都应该清晰明了，并配以大量的图文解说。我甚至期待书中能够提供一些“新手指南”和“常见问题解答”，例如，如何选择合适的探针？如何避免探针折断？如何调整扫描速度以获得高质量的图像？如何处理图像中的噪点和伪影？这些细节问题往往是困扰初学者的关键。我希望这本书能够成为一本“字典”和“指南针”，让我能够随时查阅，并且能够循序渐进地提升我的AFM操作技能。如果书中还能包含一些AFM的高级应用技巧，比如力谱分析、相衬成像的介绍，那就更完美了。总之，我渴望这本书能成为我手中最得力的“工具”，帮助我克服AFM操作的难关，顺利开展我的科研工作。
评分我是一名对新技术的应用充满热情的研究生，而原子力显微镜（AFM）在我所在的材料科学领域扮演着越来越重要的角色。然而，AFM的操作和数据解读往往需要大量的实践经验，这对于像我这样的新手来说，确实是一个不小的挑战。看到《原子力显微镜实作训练教材》这个标题，我立刻被吸引了。我最看重的是“实作”二字，它意味着这本书将带领读者从理论走向实践，从“知道”走向“做到”。我希望这本书能够提供一套非常完整的、系统化的AFM操作流程。从开机前的安全检查，到仪器的日常维护，再到样品的制备和加载，探针的选择和安装，扫描参数的设置，以及最终的图像采集和初步处理，我希望每一个环节都能有详细的、易于理解的步骤说明。我特别期待书中能够包含大量的实际案例，例如，针对不同类型的材料（如高分子、陶瓷、金属、生物分子等）的AFM测试经验分享，以及在测试过程中可能遇到的各种问题及其解决方案。例如，如何处理样品表面的“脏污”？如何避免探针的“粘附”？如何区分真实的形貌特征和图像的“伪影”？如果书中能提供这些“干货”，那将极大地帮助我避免走弯路，快速掌握AFM的精髓。此外，我也对AFM的一些高级功能充满兴趣，比如力谱分析、横向力显微成像、相衬成像等，希望这本书能够对这些功能进行初步的介绍，并提供一些基础的操作指导，让我能够逐步探索AFM更广阔的应用领域。
评分在我看来，一本优秀的教科书，不仅仅是知识的传递，更是能力的培养。而《原子力显微镜实作训练教材》的出现，正是我所期待的那种能够赋能读者的书籍。AFM作为一种强大的表面分析工具，其操作的精细度和数据的解读都充满了挑战。我希望这本书能够以一种非常务实和接地气的方式，带领我这个“小白”进入AFM的世界。我期待它能从最基本的操作单元开始介绍，例如AFM的各个组件（扫描器、探针、检测器、控制系统等）的作用，以及它们是如何协同工作的。然后，重点应该放在实际操作的流程上，包括如何安全、正确地准备样品，如何选择最适合的探针（毕竟探针的种类繁多，选择不当会影响结果），以及如何进行探针的安装和校准。我特别希望书中能够提供一些关于“经验性”的指导，比如，在什么情况下应该选择接触模式，什么情况下选择轻敲模式？如何判断图像是否“正常”？当出现“噪点”或者“扫描痕迹”时，应该如何去处理？这些细节往往是决定实验成功与否的关键。我还希望书中能够包含一些不同应用场景下的案例研究，例如，在研究高分子材料表面形貌时，如何优化AFM参数；在研究生物样品时，又需要注意哪些特殊的环节？如果书中能对这些方面进行详尽的阐述，那将大大提升其学习价值。总而言之，我期待这本书能够成为一本实实在在的“操作宝典”，让我能够从“知其然”到“知其所以然”，并且最终能够“做出”高水平的AFM实验。
评分我对纳米科学和表面科学有着浓厚的兴趣，而原子力显微镜（AFM）无疑是探索这些领域最前沿的工具之一。然而，AFM操作的复杂性和对细节的要求，使得初学者往往需要花费大量的时间和精力去摸索。所以，当我看到《原子力显微镜实作训练教材》这本书时，我感到非常兴奋。我希望这本书能够提供一个循序渐进的学习路径，从最基础的原理和仪器组成开始，逐步深入到实际操作层面。我特别看重“实作”二字，这意味着我期待书中能够提供大量具体的操作指南和技巧。例如，如何正确地准备和处理不同类型的样品，如何根据样品特性选择合适的探针，以及如何安装探针并确保其与样品表面的良好接触。我希望书中能有大量的图片和示意图，清晰地展示每一个操作步骤。此外，关于AFM扫描参数的设置，这绝对是AFM操作中最具挑战性的部分之一。我希望书中能够提供一些基本的参数设置原则，以及针对不同样品类型和成像需求的推荐参数。同时，我也期待书中能够包含一些常见的AFM成像问题及其解决方案，比如如何处理扫描条纹、如何提高图像分辨率、如何避免探针损坏等。如果这本书能够让我从零开始，自信地操作AFM，并且能够解读和分析AFM图像，那么它将成为我科研道路上不可或缺的助手。
评分在我的研究生涯中，与原子力显微镜（AFM）的“亲密接触”可以说是又爱又恨。爱它能够让我们窥探纳米世界的精妙结构，恨它那令人望而生畏的操作门槛。每一次使用AFM，我都会战战兢兢，生怕自己不专业的操作给它带来“伤害”，或是得不到理想的数据。所以，当我在书店看到这本《原子力显微镜实作训练教材》时，简直是欣喜若狂。我一直在寻找一本能够真正教会我“如何做”的书，而不是仅仅告诉我“是什么”。我期待这本书能够提供非常细致的、手把手的指导。比如，对于初学者来说，如何正确地选择和更换探针，如何确保探针与样品表面有良好的接触，这些细节往往是决定成像质量的关键。我希望书中能有非常形象的图解，甚至是一些短视频（如果可以的话）来演示这些操作。另外，关于AFM的扫描参数设置，这简直是一门艺术。不同的扫描模式（接触、非接触、轻敲）、不同的扫描速度、不同的反馈增益、不同的扫描范围，这些参数的微小变化都可能导致图像质量的天壤之别。我非常希望这本书能够提供一些基本的参数设置原则，并且针对一些常见的样品类型，给出推荐的参数范围，以及如何根据实时反馈的图像来动态调整参数。此外，书中对AFM的常见故障排查和维护保养的指导，也是我非常看重的一部分。总不能每次遇到问题都要去找技术支持吧？如果这本书能教会我一些基本的“自救”方法，那将大大提高我的实验效率和独立性。我甚至期待这本书能介绍一些AFM的“隐藏技巧”或者一些“非主流”但非常实用的应用方法，让我在使用AFM时能有更多的“法宝”。
评分随着科学研究的不断深入，对物质微观结构的观测能力要求也越来越高，原子力显微镜（AFM）凭借其卓越的分辨率和非破坏性的特点，成为了许多前沿领域不可或缺的工具。然而，我始终认为，理论知识的掌握只是第一步，真正的实力体现在动手能力上。因此，一本专注于“实作训练”的AFM教材，对我来说具有极大的吸引力。我非常期待这本书能从最基础的层面讲起，例如，AFM的组成部分及其功能，操作前的安全须知，以及日常的维护保养。我希望书中能提供清晰的图示和步骤，让我能够一步一步地熟悉仪器的各个开关、旋钮和显示屏的含义。接下来，重点应该放在实际操作的各个环节。这包括样品的制备和加载，如何准确地找到样品上的感兴趣区域，如何安装和更换探针，以及如何进行精细的调焦和初步的扫描。我特别关注书中关于扫描参数设置的讲解，例如，扫描速度、扫描范围、反馈增益、滤波等参数对成像质量的影响，以及如何根据不同的样品特性进行优化。我希望书中能够提供一些“经验法则”或者“经验公式”，帮助我快速上手。此外，我还希望书中能包含一些关于AFM常见故障排除的指南，以及如何对采集到的原始数据进行初步的处理和分析，例如，如何去除背景倾斜、如何测量形貌参数等。如果这本书能够为我提供一套完整的AFM实操训练体系，让我能够从一个“新手”成长为一名能够独立完成AFM实验的研究者，那它无疑将是一本极具价值的书籍。
评分我一直认为，理论知识的学习最终要落脚到实践应用上，尤其是在精密仪器操作方面。原子力显微镜（AFM）就是这样一个例子，它在科学研究中的地位日益重要，但其复杂的操作和精细的调控，常常让初学者望而却步。因此，一本好的“实作训练教材”的出现，对我来说无异于雪中送炭。我希望这本书能够涵盖AFM从基础到进阶的各个方面。首先，基础部分应该包括仪器的各个组成部分的功能介绍，操作前的准备工作，安全注意事项，以及基本的开机、关机流程。我期待书中能有清晰的图文对照，让我能够直观地理解每一个操作步骤。其次，是核心操作部分。这包括如何正确地安装和更换探针，如何调整探针与样品之间的距离，如何进行样品台的定位，以及如何根据不同的样品和成像需求，选择合适的扫描模式（如接触模式、非接触模式、轻敲模式）和设置扫描参数。我特别关注书中对扫描参数设置的讲解，希望它能提供一些指导性的原则和经验，而不是仅仅罗列参数。最后，我希望书中能包含一些实际的案例分析，例如，针对不同类型的样品（如聚合物薄膜、纳米颗粒、生物大分子等），提供具体的实验操作步骤、可能遇到的问题及相应的解决方案。我还希望书中能触及AFM数据处理和图像解析的一些基本技巧，比如如何去除扫描条纹、如何进行形貌分析等。如果这本书能够系统地、循序渐进地带领读者完成AFM的实操训练，那么它将成为我实验桌上不可或缺的重要工具。
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