Abstract

A novel atomic force microscope (AFM) for large samples to be measured in liquid is developed. An innovative laser beam tracking system is proposed to eliminate the tracking and feedback errors. The open probe design of the AFM makes the operation in liquid convenient and easy. A standard 1200-lines/mm grating and a sheet of filter paper are imaged respectively in air and liquid to confirm its performance. The corrosion behavior of aluminum surface in 1-mol/L NaOH solution is further investigated by the AFM. Experimental results show that the system can realize wide range (20 20 (\mu m)) scanning for large samples both in air and liquid, while keeping nanometer order resolution in liquid by eliminating the tracking and feedback error.

© 2009 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).
  2. A. L. Weisenhorn, P. K. Hansma, T. R. Albrecht, and C. F. Quate, Appl. Phys. Lett. 54, 2651 (1989).
  3. Q. Wei, Z. Ren, Z. He, and Z. Niu, Chin. Opt. Lett. 7, 52 (2009).
  4. D. Zhang, H. Zhang, C. Liu, and J. Jiang, Opt. Express 16, 13476 (2008).
  5. G. Bertrand, E. Rocca, C. Savall, C. Rapin, J.-C. Labrune, and P. Steinmetz, J. Electroanal. Chem. 489, 38 (2000).
  6. X. Li, H. Zhang, and D. Zhang, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1279 (2008).
  7. C. Zhou, L. Le Xuan, A. Slablab, N. Sandeau, S. Brasselet, D. Chauvat, and J.-F. Roch, Chin. Opt. Lett. 6, 64 (2008).
  8. D. Zhang, H. Zhang, and X. Lin, Rev. Sci. Instrum. 76, 053705 (2005).
  9. E. J. Wanless, T. J. Senden, A. M. Hyde, T. J. Sawkins, and G. A. Heath, Rev. Sci. Instrum. 65, 1019 (1994).
  10. J. Kwon, J. Hong, Y.-S. Kim, D.-Y. Lee, K. Lee, S. Lee, and S. Park, Rev. Sci. Instrum. 74, 4378 (2003).
  11. M. Lantz, Y. Z. Liu, X. D. Cui, H. Tokumoto, and S. M. Lindsay, Surf. Interface Anal. 27, 354 (1999).
  12. D. R. Baselt and J. D. Baldeschwieler, Rev. Sci. Instrum. 64, 908 (1993).

2009 (1)

2008 (3)

2005 (1)

D. Zhang, H. Zhang, and X. Lin, Rev. Sci. Instrum. 76, 053705 (2005).

2003 (1)

J. Kwon, J. Hong, Y.-S. Kim, D.-Y. Lee, K. Lee, S. Lee, and S. Park, Rev. Sci. Instrum. 74, 4378 (2003).

2000 (1)

G. Bertrand, E. Rocca, C. Savall, C. Rapin, J.-C. Labrune, and P. Steinmetz, J. Electroanal. Chem. 489, 38 (2000).

1999 (1)

M. Lantz, Y. Z. Liu, X. D. Cui, H. Tokumoto, and S. M. Lindsay, Surf. Interface Anal. 27, 354 (1999).

1994 (2)

E. J. Wanless, T. J. Senden, A. M. Hyde, T. J. Sawkins, and G. A. Heath, Rev. Sci. Instrum. 65, 1019 (1994).

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

1993 (1)

D. R. Baselt and J. D. Baldeschwieler, Rev. Sci. Instrum. 64, 908 (1993).

1989 (1)

A. L. Weisenhorn, P. K. Hansma, T. R. Albrecht, and C. F. Quate, Appl. Phys. Lett. 54, 2651 (1989).

A.Walters, D.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Albrecht, T. R.

A. L. Weisenhorn, P. K. Hansma, T. R. Albrecht, and C. F. Quate, Appl. Phys. Lett. 54, 2651 (1989).

Baldeschwieler, J. D.

D. R. Baselt and J. D. Baldeschwieler, Rev. Sci. Instrum. 64, 908 (1993).

Baselt, D. R.

D. R. Baselt and J. D. Baldeschwieler, Rev. Sci. Instrum. 64, 908 (1993).

Bertrand, G.

G. Bertrand, E. Rocca, C. Savall, C. Rapin, J.-C. Labrune, and P. Steinmetz, J. Electroanal. Chem. 489, 38 (2000).

Bezanilla, M.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Brasselet, S.

Chauvat, D.

Cleveland, J. P.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Cui, X. D.

M. Lantz, Y. Z. Liu, X. D. Cui, H. Tokumoto, and S. M. Lindsay, Surf. Interface Anal. 27, 354 (1999).

Elings, V.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Fritz, M.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Fukunaga, L.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Gurley, J.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Hansma, H. G.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Hansma, P. K.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

A. L. Weisenhorn, P. K. Hansma, T. R. Albrecht, and C. F. Quate, Appl. Phys. Lett. 54, 2651 (1989).

He, Z.

Heath, G. A.

E. J. Wanless, T. J. Senden, A. M. Hyde, T. J. Sawkins, and G. A. Heath, Rev. Sci. Instrum. 65, 1019 (1994).

Hillner, P. E.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Hong, J.

J. Kwon, J. Hong, Y.-S. Kim, D.-Y. Lee, K. Lee, S. Lee, and S. Park, Rev. Sci. Instrum. 74, 4378 (2003).

Hyde, A. M.

E. J. Wanless, T. J. Senden, A. M. Hyde, T. J. Sawkins, and G. A. Heath, Rev. Sci. Instrum. 65, 1019 (1994).

Jiang, J.

Kim, Y.-S.

J. Kwon, J. Hong, Y.-S. Kim, D.-Y. Lee, K. Lee, S. Lee, and S. Park, Rev. Sci. Instrum. 74, 4378 (2003).

Kwon, J.

J. Kwon, J. Hong, Y.-S. Kim, D.-Y. Lee, K. Lee, S. Lee, and S. Park, Rev. Sci. Instrum. 74, 4378 (2003).

Labrune, J.-C.

G. Bertrand, E. Rocca, C. Savall, C. Rapin, J.-C. Labrune, and P. Steinmetz, J. Electroanal. Chem. 489, 38 (2000).

Lantz, M.

M. Lantz, Y. Z. Liu, X. D. Cui, H. Tokumoto, and S. M. Lindsay, Surf. Interface Anal. 27, 354 (1999).

Lee, D.-Y.

J. Kwon, J. Hong, Y.-S. Kim, D.-Y. Lee, K. Lee, S. Lee, and S. Park, Rev. Sci. Instrum. 74, 4378 (2003).

Lee, K.

J. Kwon, J. Hong, Y.-S. Kim, D.-Y. Lee, K. Lee, S. Lee, and S. Park, Rev. Sci. Instrum. 74, 4378 (2003).

Lee, S.

J. Kwon, J. Hong, Y.-S. Kim, D.-Y. Lee, K. Lee, S. Lee, and S. Park, Rev. Sci. Instrum. 74, 4378 (2003).

Li, X.

X. Li, H. Zhang, and D. Zhang, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1279 (2008).

Lin, X.

D. Zhang, H. Zhang, and X. Lin, Rev. Sci. Instrum. 76, 053705 (2005).

Lindsay, S. M.

M. Lantz, Y. Z. Liu, X. D. Cui, H. Tokumoto, and S. M. Lindsay, Surf. Interface Anal. 27, 354 (1999).

Liu, C.

Liu, Y. Z.

M. Lantz, Y. Z. Liu, X. D. Cui, H. Tokumoto, and S. M. Lindsay, Surf. Interface Anal. 27, 354 (1999).

Massie, J.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Niu, Z.

Park, S.

J. Kwon, J. Hong, Y.-S. Kim, D.-Y. Lee, K. Lee, S. Lee, and S. Park, Rev. Sci. Instrum. 74, 4378 (2003).

Prater, C. B.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Quate, C. F.

A. L. Weisenhorn, P. K. Hansma, T. R. Albrecht, and C. F. Quate, Appl. Phys. Lett. 54, 2651 (1989).

Radmacher, M.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Rapin, C.

G. Bertrand, E. Rocca, C. Savall, C. Rapin, J.-C. Labrune, and P. Steinmetz, J. Electroanal. Chem. 489, 38 (2000).

Ren, Z.

Rocca, E.

G. Bertrand, E. Rocca, C. Savall, C. Rapin, J.-C. Labrune, and P. Steinmetz, J. Electroanal. Chem. 489, 38 (2000).

Roch, J.-F.

Sandeau, N.

Savall, C.

G. Bertrand, E. Rocca, C. Savall, C. Rapin, J.-C. Labrune, and P. Steinmetz, J. Electroanal. Chem. 489, 38 (2000).

Sawkins, T. J.

E. J. Wanless, T. J. Senden, A. M. Hyde, T. J. Sawkins, and G. A. Heath, Rev. Sci. Instrum. 65, 1019 (1994).

Senden, T. J.

E. J. Wanless, T. J. Senden, A. M. Hyde, T. J. Sawkins, and G. A. Heath, Rev. Sci. Instrum. 65, 1019 (1994).

Slablab, A.

Steinmetz, P.

G. Bertrand, E. Rocca, C. Savall, C. Rapin, J.-C. Labrune, and P. Steinmetz, J. Electroanal. Chem. 489, 38 (2000).

Tokumoto, H.

M. Lantz, Y. Z. Liu, X. D. Cui, H. Tokumoto, and S. M. Lindsay, Surf. Interface Anal. 27, 354 (1999).

Vie, D.

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

Wanless, E. J.

E. J. Wanless, T. J. Senden, A. M. Hyde, T. J. Sawkins, and G. A. Heath, Rev. Sci. Instrum. 65, 1019 (1994).

Wei, Q.

Weisenhorn, A. L.

A. L. Weisenhorn, P. K. Hansma, T. R. Albrecht, and C. F. Quate, Appl. Phys. Lett. 54, 2651 (1989).

Xuan, L. Le

Zhang, D.

D. Zhang, H. Zhang, C. Liu, and J. Jiang, Opt. Express 16, 13476 (2008).

X. Li, H. Zhang, and D. Zhang, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1279 (2008).

D. Zhang, H. Zhang, and X. Lin, Rev. Sci. Instrum. 76, 053705 (2005).

Zhang, H.

X. Li, H. Zhang, and D. Zhang, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1279 (2008).

D. Zhang, H. Zhang, C. Liu, and J. Jiang, Opt. Express 16, 13476 (2008).

D. Zhang, H. Zhang, and X. Lin, Rev. Sci. Instrum. 76, 053705 (2005).

Zhou, C.

Acta Opt. Sin. (in Chinese) (1)

X. Li, H. Zhang, and D. Zhang, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1279 (2008).

Appl. Phys. Lett. (2)

P. K. Hansma, J. P. Cleveland, M. Radmacher, D. A.Walters, P. E. Hillner, M. Bezanilla, M. Fritz, D. Vie, H. G. Hansma, C. B. Prater, J. Massie, L. Fukunaga, J. Gurley, and V. Elings, Appl. Phys. Lett. 64, 1738 (1994).

A. L. Weisenhorn, P. K. Hansma, T. R. Albrecht, and C. F. Quate, Appl. Phys. Lett. 54, 2651 (1989).

Chin. Opt. Lett. (2)

J. Electroanal. Chem. (1)

G. Bertrand, E. Rocca, C. Savall, C. Rapin, J.-C. Labrune, and P. Steinmetz, J. Electroanal. Chem. 489, 38 (2000).

Opt. Express (1)

Rev. Sci. Instrum. (4)

D. Zhang, H. Zhang, and X. Lin, Rev. Sci. Instrum. 76, 053705 (2005).

E. J. Wanless, T. J. Senden, A. M. Hyde, T. J. Sawkins, and G. A. Heath, Rev. Sci. Instrum. 65, 1019 (1994).

J. Kwon, J. Hong, Y.-S. Kim, D.-Y. Lee, K. Lee, S. Lee, and S. Park, Rev. Sci. Instrum. 74, 4378 (2003).

D. R. Baselt and J. D. Baldeschwieler, Rev. Sci. Instrum. 64, 908 (1993).

Surf. Interface Anal. (1)

M. Lantz, Y. Z. Liu, X. D. Cui, H. Tokumoto, and S. M. Lindsay, Surf. Interface Anal. 27, 354 (1999).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.