diy电子显微镜的详细方法

科学是一种永远在发展的潮流，所以现在在我们的身边，尤其是在学校里面，我们都会学到很多关于科学的东西。其中电子显微镜应该是我们作为学生所知道的最熟悉不过的东西了，因为无论是生物学还是物理学都是经常用到的。但是大家都知道电子显微镜真的很贵，所以我们都很保护这脆弱但是又很神奇的工具。那么今天我们就是想讲讲如果自己DIY电子显微镜的。

提起电子显微镜，大多数人都认为高不可攀，深奥莫测，其实不然，自制一台简易扫描电子显微镜并非难事，笔者十年前曾经制作过一台，下面给打大家详细介绍一下。

Step1:Materialsandtools材料與工具

组装原子力显微镜需要材料为：1.从DVD光驱上的激光头2.压电喇叭3.信号接头4.精密螺丝5.磁铁6.电路板结构。

工具为：1.烙铁2.焊锡3.瞬间胶4.AB胶5.螺丝刀。耗材为：原子力显微镜探针(工作频率300k赫兹)。

Step2:AssemblingtheAFMbase組裝原子力顯微鏡底座

这边由北京清华大学附属中学的国中学生来示范，如何自己动手组装原子力显微镜的光学机构系统。底座

由4片电路板构成，组起来的结构件使用焊锡固定。(这里说到了清华附中，看来是不排斥大陆人的)

Step3:AssemblingtheAFMpiezoscanner組裝壓電掃描器

扫描仪由三片电路板组成，焊接扫描仪结构后，并以AB胶将结构的四支脚固定在底座的四片压电喇叭上，并将第五片压电喇叭固定于扫描仪顶端，大部分的零件皆由焊锡固定

Step4:AssemblingtheAFMhead組裝光路頭

光路结构由五片电路板组成，首先将光路机构组装好，再将DVD激光头以瞬间胶固定于中央，并安装探针

调整机构。之后将三个螺丝透過AB胶固定于光路机构。

Step5:Installingpiezoscannerconnectors安裝壓電掃描器接頭

扫描仪需要三个接口分别接收X、Y、Z三个方向的控制信号。安装信号接头后，并将五个压电喇叭透过

电线连接至接头。

Step6:Assemblingapassiveanti-vibrationplatform組裝被動式防震平台

最低限度的防震平台是保证显微镜量测精度的关键，好消息是这防震平台的材料随手可得：1.自行车内胎

(直径约10-18英寸)2.一块石头、铁块、或其他外形呈长方体的重物(重约3-10千克即可，长宽分别约

20厘米和50厘米，厚度不限)3.为内胎充气的气泵。将一条自行车内胎充气，接着将石头放置于内胎上，

此即为一简易的被动式防震平台。

Step7:Samplepreparation樣品準備

低价原子力显微镜跟一般原子力显微镜一样，需要稍微准备一下样品。我们这边使用DVD与Blu-ray光盘

(将保护层撕除)作为原子力显微镜系统测试样品，因为DVD数据轨道间距为740納米，Blu-ray光盘数据

轨道间距为320納米。此外清华大学附属中学的国中生也很好奇想看看橡皮擦的納米结构。仅需将样品

裁切至大约1公分平方并在背面黏贴美工刀片，即可透过磁力吸在扫描仪上进行扫描。

Step8:AFMevaluationandcalibration測試原子力顯微鏡

首先学生用自己组装的原子力显微镜装上探针扫描空白DVD光盘数据轨(结构间距740納米)，由影像可以得知，

此原子力显微镜的扫描仪运作范围是X与Y方向各15微米。学生并将AFM量测到结果跟USB光学显微镜

所得到的影像进行比对，光学显微镜看不到的数据轨納米结构可由原子力显微镜轻易地得到。

Step9:Measuringthesurfaceofaneraser量測橡皮擦的表面

接着学生们对于日常使用的橡皮擦表面结构非常有兴趣，首先使用USB光学显微镜观察，看到的结构不是

很明显，而原子力显微镜可以清楚看到橡皮擦的表面结构凹凸不平非常粗糙。橡皮擦的量测范围是5x5微米。

Step10:ObservingPM2.5particlesinBeijing觀察北京空氣懸浮粒子

学生想挑战结构更小的空白Blu-ray光盘片数据轨，其间距为320納米。由量测结果可看到密度更高的Blu-ray光盘

数据轨，扫描范围为10x10微米。此外，我们可在数据轨上可以看到数个尺寸约1微米左右的颗粒，此即为北京

漂浮在空气中的PM2.5颗粒。

说真的，要自己制作一个电子显微镜，不仅需要的材料很难，步骤也很繁杂，如果稍微有一点点出错，就很有可能会制作电子显微镜失败。所以小编来这边给各位电子显微镜的爱好者的建议就是，要按着步骤慢慢来，必须要好好注重细节。看了小编以上的介绍，相信大家对电子显微镜的DIY过程已经很了解了，更多资讯请继续关注一起装修网。