AFM 測(cè)試即原子力顯微鏡測(cè)試，是一種高分辨率的表面形貌成像技術(shù)，可以在納米尺度上對(duì)樣品表面進(jìn)行成像和分析。以下是關(guān)于 AFM 測(cè)試的一些重要信息：
工作原理1：原子力顯微鏡主要由機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分、懸臂偏轉(zhuǎn)信號(hào)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)、控制信號(hào)反饋系統(tǒng)以及成像和信息處理軟件系統(tǒng)組成。其工作原理是利用探針與樣品之間的相互作用力，使微懸臂向上或向下偏轉(zhuǎn)。當(dāng)探針在樣品表面掃描時(shí)，通過激光照射懸臂的末端，反射光的位置變化可用來(lái)測(cè)量懸臂的偏移量，進(jìn)而反映出樣品表面的形貌和特性。
測(cè)試模式1：
接觸模式：這是最早的模式，探針和樣品直接接觸。該模式下探針容易磨損，因此要求探針較軟，即懸臂的彈性系數(shù)小，一般小于 1N/m。這種模式適用于對(duì)表面硬度較高、形貌較為平整的樣品進(jìn)行測(cè)試，可以獲得較高的橫向分辨率。
輕敲模式：也叫動(dòng)態(tài)力或間歇接觸模式。探針在外力驅(qū)動(dòng)下共振，部分振動(dòng)位置進(jìn)入力曲線的排斥區(qū)，因此探針間隙性地接觸樣品表面。該模式對(duì)樣品的作用力小，對(duì)軟樣品特別有利于提高分辨率，同時(shí)探針的壽命也較接觸模式的稍長(zhǎng)。
非接觸模式：與輕敲模式基本相同，區(qū)別是非接觸模式探針工作在力曲線的吸引區(qū)。這種模式對(duì)樣品的損傷最小，但信號(hào)相對(duì)較弱，對(duì)儀器的穩(wěn)定性和靈敏度要求較高。
測(cè)試功能及應(yīng)用領(lǐng)域：
表面形貌和粗糙度測(cè)量：這是 AFM 最基礎(chǔ)的功能，可以分析材料表面的粗糙度、顆粒度、平均梯度、孔結(jié)構(gòu)、孔徑分布以及納米顆粒尺寸等信息，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、半導(dǎo)體、納米技術(shù)等領(lǐng)域。
高度和厚度測(cè)量：在垂直方向的分辨率約為 0.01nm，可以很好地用于表征納米片的厚度，以及測(cè)量溝槽或臺(tái)階的深度、高度或?qū)挾鹊?，且是無(wú)損測(cè)量。
相圖分析：是 AFM 輕敲模式下的一種重要擴(kuò)展技術(shù)，通過相位差可以觀察表面定性材質(zhì)的分布狀況。
表面電勢(shì)測(cè)量：如開爾文探針力顯微鏡（KFM）模式，可測(cè)量探針與樣品之間的接觸電勢(shì)差，從而得到樣品的功函數(shù)和表電勢(shì)分布圖，廣泛應(yīng)用于金屬、半導(dǎo)體、生物等材料的研究。
力學(xué)性能分析：例如定量納米力學(xué)成像（QNM）模式，在對(duì)樣品表面形貌進(jìn)行高分辨率成像的同時(shí)，還可以對(duì)材料進(jìn)行納米尺度的力學(xué)分析，得到楊氏模量、粘附力、能量耗散和最大形變量等信息。
磁力成像：磁力顯微鏡（MFM）可以實(shí)現(xiàn)磁力和形貌特性同步成像，用于研究磁性材料的磁疇結(jié)構(gòu)和變化方式。
靜電力成像：靜電力顯微鏡（EFM）可以通過針尖與樣品間的靜電相互作用，研究樣品表面的電荷分布情況。
液下成像：可以在大氣、真空、甚至液體環(huán)境中工作，特別適用于生物樣品的研究，能夠在液相中對(duì)生物活性樣品進(jìn)行掃描分析，無(wú)需對(duì)樣品進(jìn)行復(fù)雜的處理。
樣品要求2：
薄膜樣品：直徑一般小于 12mm，高度小于 3mm，要求樣品上下表面平整，高低起伏小于 1μm。
液體樣品：需要配好膠體溶液，保證樣品均勻分散，無(wú)沉積，溶液澄清透明。若樣品需要超聲或稀釋，應(yīng)事先說明，并提供相應(yīng)的溶劑（一般不使用去離子水）以及稀釋倍數(shù)。液體樣品通常涂到新鮮解離的云母片上，如果樣品在云母片上吸附不好，可自行將樣品涂到其他底材上（如硅片）進(jìn)行測(cè)樣。
固體粉末樣品：由于 AFM 是盲掃，對(duì)樣品的分散性要求非常高，因此最好是以液體的形式進(jìn)行測(cè)試，且一般只適合溶解性或分散性較好的樣品。通常提供不超過 30min 的超聲預(yù)處理，溶劑由客戶提供（不使用去離子水），并提供詳細(xì)的制樣條件。
生物樣品：如蛋白、細(xì)胞及 DNA 等樣品，需要提供詳細(xì)的制樣過程。由于溶液中含有鹽，需要調(diào)好濃度，減少鹽對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。
測(cè)試優(yōu)勢(shì)2：
高分辨率：可以提供納米級(jí)別的分辨率，能夠觀察到樣品表面的微小結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)。
適用范圍廣：不要求樣品具有導(dǎo)電性，可以用于研究金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等多種材料，并且可以在不同的環(huán)境（大氣、真空、液體）下進(jìn)行測(cè)試。
對(duì)樣品損傷小：相比于電子顯微鏡等其他顯微技術(shù)，AFM 對(duì)樣品的損傷較小，特別適用于對(duì)生物樣品和軟材料的研究。
可提供三維信息：不僅可以測(cè)量樣品的二維形貌，還可以得到三維形貌，使圖像更適合于人的直觀視覺3。
操作簡(jiǎn)便：測(cè)試過程相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要對(duì)樣品進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，如染色、包埋等。
