科技日報訊，記者日前從浙江大學獲悉，該校胡歡研究員團隊聯(lián)合美國IBM沃森研究中心以及東華大學彭倚天教授團隊合作發(fā)明出一種新型納米球探針技術，可以精準測量納米到微米尺度范圍的界面，填補了該尺度空缺，解決了納米摩擦學領域的重要技術瓶頸。

原子力顯微鏡被用于研究物體接觸時的“力量”，其核心構件探針如同昆蟲的“觸角”，能夠將樣品表面的作用力轉換成微懸臂梁的彎曲，進而通過激光束探測到。其中球形原子力探針在形變、硬度、力學屬性等方面更具優(yōu)勢。然而傳統(tǒng)球形原子力探針尺寸為1~10微米，在納米尺度的測量存在盲區(qū)。與此同時，球形探針通過膠水粘貼，粘貼位置因難以把控而會影響精確度，遇到高溫或液體容易脫落。

“高能氦離子束可以聚焦成為直徑在0.5納米左右的束斑，像一把超級小的刀，能夠將材料在納米尺度任意切割，但在硅材料襯底中注入高能氦離子束會形成隆起。”胡歡說，研究組進行了第一個利用氦離子隆起效應制造納米球探針的實驗。通過聚焦離子刻蝕在普通原子力顯微鏡探針上雕刻出一個平臺，在平臺上精準定位后注入高能氦離子束，使得單晶硅隆起，實現(xiàn)了一種穩(wěn)定可靠的納米球探針技術制造工藝，制成了具有高分辨率、高準確性、耐高溫的球形探針，針尖的直徑可在100納米到1微米之間精確調控。

胡歡表示，該技術有利于促進納米摩擦學、生物材料的測試和研發(fā)，對材料學、摩擦學、生物醫(yī)學都會起到很好的推動作用。研究論文刊發(fā)于學術期刊《蘭格繆爾》。