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.

Alert me when this article is cited.