AFM原子力顯微鏡原理

AFM一種可用來(lái)研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。

它通過(guò)檢測(cè)待測(cè)樣品表面和一個(gè)微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來(lái)研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。將一對(duì)微弱力極端敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時(shí)它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。

掃描樣品時(shí)，利用傳感器檢測(cè)這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級(jí)分辨率獲得表面形貌結(jié)構(gòu)信息及表面粗糙度信息。

接下來(lái)的是鑠思百檢測(cè)為大家總結(jié)的3類AFM的優(yōu)勢(shì)和局限哦！

--接觸式--

是利用探針與材料表面直接接觸來(lái)獲得材料結(jié)構(gòu)和形貌信息的方式。

優(yōu)勢(shì)：圖像分別率高。

局限：

（1）很容易損傷測(cè)試材料的表面；

（2）探針易受到材料的污染；

（3）可能會(huì)因?yàn)樘结樑c材料表面的粘滯力造成圖像失真。

--非接觸式--

顧名思義是探針與材料表面沒(méi)有直接接觸。

優(yōu)勢(shì)：探針不會(huì)受到污染。

局限：

（1）由于探針和材料表面不是直接接觸的（相距5~10nm），探針和材料表面的原子的作用力較弱，造成了圖像的分辨率較低；

（2）材料的表面張力使得圖像變形。

--輕敲式--

這是一種較為先進(jìn)的測(cè)試模式，是通過(guò)探針不斷垂直敲擊(大約每秒5×104~50×104次)材料的表面來(lái)獲得我們所想要的材料表面形貌和結(jié)構(gòu)的信息。

優(yōu)勢(shì)：

（1）不會(huì)損壞材料表面；

（2）會(huì)得到較高分辨率（當(dāng)然還是沒(méi)有接觸模式圖像分辨率高）；

局限：測(cè)試的速度相對(duì)較慢。

   當(dāng)檢測(cè)柔嫩的樣品時(shí)，AFM的敲擊模式是最佳選擇之一。

主要應(yīng)用

——表征微納米尺度材料表面微觀形貌、大小、厚度和粗糙度；

——表征微納米尺度材料表面力學(xué)機(jī)械性能；

——表征微納米尺度材料的表面電性能（電勢(shì)，壓電）；

——表征微納米尺度材料微觀摩擦性能、磁疇和相圖；

——具備高壓（±220V）壓電力測(cè)試功能；

——具備封閉式樣品腔。

（1）粉末、溶液、塊狀/薄膜樣品的表面形貌/厚度/粗糙度測(cè)試；

（2） 生物/纖維樣品的表面形貌；

（3）相圖；

（4） PFM（壓電力顯微鏡）、EFM（靜電力顯微鏡）、KPFM（表面電勢(shì)）、MFM（磁力顯微鏡）、 C-AFM/PeakForce TUNA（導(dǎo)電力顯微鏡）、楊氏模量/模量分布、力曲線、液下、變溫等特殊模式。