我们提出了一种新的方法，以音叉为基础的原子力显微镜利用先进的“尖芯片”探针具有高灵敏度和广泛的兼容性。通常，这种尺寸达到2 mm x 2 mm的芯片状探针会极大地干扰音叉的振荡，导致其内在力感测性能较差。因此，恢复初始振荡特性对于恢复高灵敏度是必要的。为此，我们开发了一种新的方法，包括三个基本步骤：音叉再平衡，改造持有人传感器固定，和电极重新配置。质量再平衡允许音叉恢复频率并重新获得高Q值，在空气中高达10E4，在超高真空条件下高达4 x 10E4。使用软线的浮动式保持器固定显著地减少了来自安装元件的能量耗散。与软导线相结合，重新配置的电极提供了对芯片状探针的电访问，而不会干预力感测信号。最后，我们易于实施的方法允许转换的原子力显微镜尖端从一个被动的工具，一个专用的微型设备具有扩展的功能。
英文摘要：
We present a new approach to tuning fork-based atomic force microscopy for utilizing advanced "tip-on-chip" probes with high sensitivity and broad compatibility. Usually, such chip-like probes with a size reaching 2 mm x 2 mm drastically perturb the oscillation of the tuning fork, resulting in poor performance in its intrinsic force sensing. Therefore, restoring initial oscillatory characteristics is necessary for regaining high sensitivity. To this end, we developed a new approach consisting of three basic steps: tuning fork rebalancing, revamping holder-sensor fixation, and electrode reconfiguration. Mass rebalancing allows the tuning fork to recover the frequency and regain high Q-factor values up to 10E4 in air and up to 4 x 10E4 in ultra-high vacuum conditions. The floating-like holder-fixation using soft wires significantly reduces energy dissipation from the mounting elements. Combined with the soft wires, reconfigured electrodes provide electrical access to the chip-like probe without intervening in the force-sensing signal. Finally, our easy-to-implement approach allows converting the atomic force microscopy-tip from a passive tool to a dedicated microdevice with extended functionality.
Influence of tip materials on the friction force microscopy of epitaxial graphene on SiC(0001): comparison of diamond and silicon tips in experiments and atomistic simulations
提出了一种基于平面探针的开关磁化磁力显微术（SM-MFM）。与传统的针状尖端不同，平面探针方法在尖端顶点附近集成了具有专用功能的微型器件。其1 mm x 1 mm的平面表面为超薄膜工程的自由度和面向应用的尖端功能化的微/纳米定制铺平了道路。在这里，我们形成一个微尺度的电流通路附近的尖端控制尖端磁化。芯片状探针或平面探针，被应用于研究的复杂的磁性行为的外延过渡金属氧化物钙钛矿LaMnO 3，这是以前被证明为复杂的材料与域相关的超顺磁性，反铁磁性和铁磁性。为此，我们成功地成像的弱铁磁岛的分辨率优于10纳米的非均匀分布。
荧光显微镜是现代临床诊断和生物科学中最重要的工具之一。然而，它的成本，尺寸和有限的视场（FOV）正在成为关键应用的瓶颈，如大规模表型分析和低资源设置诊断。在这里，我们报告了一种低成本，紧凑的芯片级荧光成像平台，称为荧光塔尔博特显微镜（FTM），它利用塔尔博特自成像效应，使高效的荧光成像在一个大的和直接可扩展的FOV。FTM原型的分辨率为1.2微米，FOV为3.9 mm x 3.5 mm。我们证明了FTM对荧光标记的乳腺癌细胞（SK-BR-3）和表达绿色荧光蛋白的HEK细胞的成像能力。
Wide-field, high-resolution lensless on-chip microscopy via near-field blind ptychographic modulation
提出了一种基于近场盲重叠关联调制的无透镜片上显微平台。在这个平台中，我们在物体和图像传感器之间放置了一个薄的漫射器，用于光波调制。通过盲扫描未知漫射器到不同的x-y位置，我们获得了一系列调制强度图像，用于定量对象恢复。与之前的重叠关联成像实现不同，我们采用了菲涅尔数约为50，000的单位放大配置，这比之前的重叠关联成像设置高出几个数量级。单位放大率配置允许我们将整个传感器区域（6.4 mm × 4.6 mm）作为成像视场。超高的菲涅尔数使我们能够直接恢复的相位恢复过程中的扩散器的位置偏移，解决了定位精度问题困扰在定期重叠关联实验。在我们的实现中，我们使用一个低成本的，DIY的扫描阶段，以执行盲漫射器调制。精确的机械扫描，这是传统的重叠关联实验中的关键是不再需要在我们的设置。我们还采用了上采样相位恢复方案，以绕过成像器像素大小设置的分辨率限制，并展示了0.78微米的半间距分辨率。我们通过体外细胞培养、透明和染色的组织切片以及厚的生物样品来验证成像性能。我们表明，恢复的定量相位图可以用来执行有效的细胞分割的密集的酵母培养。我们还展示了基于恢复的波前的厚生物样品的3D数字重聚焦。该平台为大视场、高分辨率和定量的片上显微镜提供了一种具有成本效益的交钥匙解决方案。
