光催化反应装置一体式复合光催化装置

微/纳米技术的发展,离不开微米级和纳米级的测量技术与设备。具有微米及亚微米测量精度的几何量与表面形貌测量技术已经比较成熟,如HP5528双频激光干涉测量系统(精度10nm)、具有1nm精度的光学触针式轮廓扫描系统等。 因为扫描隧道显微镜、扫描探针显微镜和原子力显微镜用来直接观测原子尺度结构的实现,使得进行原子级的操作、装配和改形等加工处理成为近几年来的前沿技术。   1、扫描探针显微镜光催化反应装置  1981 年美国IBM公司研制成功的扫描隧道显微镜,把人们带到了微观世界。它具有极高的空间分辨率,广泛应用于表面科学、材料科学和生命科学等研究领域,在一定程度上推动了纳米技术的产生和发展。与此同时,基于STM相似的原理与结构,相继产生了一系列利用探针与样品的不同相互作用来探测表面或接口纳米尺度上表现出来的性质的扫描探针显微镜(SPM),用来获取通过STM无法获取的有关表面结构和性质的各种信息,成为人类认识微观世界的有力工具。下面为几种具有代表性的扫描探针显微镜。   (1)原子力显微镜(AFM)   为了弥补STM只限于观测导体和半导体表面结构的缺陷,Binning等人发明了AFM,AFM利用微探针在样品表面划过时带动高敏感性的微悬臂梁随表面的起伏而上下运动,通过光学方法或隧道电流检测出微悬臂梁的位移,实现探针尖端原子与表面原子间排斥力检测,从而得到表面形貌信息。   就应用而言,STM主要用于自然科学研究,而相当数量的AFM已经用于工业技术领域。1988年中国科学院化学所研制成功国内首台具有原子分辨率的AFM。安装有微型光纤传导激光干涉三维测量系统,可自校准和进行绝对测量的计量型原子力显微镜可使目前纳米测量技术定量化。   利用类似AFM的工作原理,检测被测表面特性对受迫振动力敏组件产生的影响,在探针与表面10~100nm距离范围,可以探测到样品表面存在的静电力、磁力、范德华力等作用力,相继开发磁力显微镜、静电力显微镜、摩擦力显微镜等,统称为扫描力显微镜。 等,随着新技术、新方法的利用亦具有纳米级测量精度光催化反应装置。外差干涉测量技术具有高的位相分辨率和空间分辨率,如光外差干涉轮廓仪具有0.1nm的分辨率;基于频率跟踪的F-P标准具测量技术具有极高的灵敏度和准确度,其精度可达0.001nm,但其测量范围受激光器的调频范围的限制,仅有0.1μm。而扫描电子显微镜(SEM)可使几十个原子大小的物体成像。 目前,在微/纳米机械中,精密测量技术一个重要研究对象是微结构的机械性能与力学性能、谐振频率、弹性模量、残余应力及疲劳强度等。微细结构的缺陷研究,如金属聚集物、微沉淀物、微裂纹等测试技术的纳米分析技术目前尚不成熟。国外在此领域主要开展用于晶体缺陷的激光扫描层析技术,用于研究样品顶部几个微米之内缺陷情况的纳米激光雷达技术,其探测尺度分辨率均可达到1nm。

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