通用型原子力显微镜

Park XE 15通用型原子力显微镜通过多重采样™ 扫描进行便捷样品测量

无轴间耦合提高扫描精度

N o n - C o n t a c t ™ （真正非接触™ ）模式延长

针使用寿命、改善样品保存及精度

提供最佳用户体验

选项/ 模式多样化

　　非接触模式

　　非接触模式是通过控制探针和样品之间的力距离，实现在不接触样品表面的情况下测量样品表面形貌和性质。探针在样品表面附近运动时不能接触样品表面，以保证探针与样品表面之间不存在摩擦。非接触模式成像中，力作用在探针和样品表面之间，在探针最近到达样品表面的时候由于引力效应开始逐渐增大，对应的扫描距离就可能逐渐减小，直到距离达到基本常量时停止扫描。该成像模式可保证对于样品表面被压缩的区域也能进行高精度的表征，适用于较软的样品。

　　显微镜结构

　　通用型原子力显微镜AFM的显微镜结构包括样品台、扫描探针、探针控制器、悬臂支架和探针检测系统等。其中样品台以及扫描探针负责提供样品表面，而探针控制器则主要负责掌控探针的移动、压力以及扫描等操作。而悬臂支架则起到平衡温度变化、机械度量干扰等的作用，并且探针检测系统负责捕获探针运动的位移、力值等数据。

　　常用的AFM的显微镜结构有两种：一种是基于光纤悬臂探针的AFM，另一种是基于压电陶瓷悬臂探针的AFM。光纤悬臂探针具有高灵敏度、寿命长的优点，能用于高速成像；压电陶瓷悬臂探针具有小型化、成本低等适用于量产制造的特点。

　　应用领域

　　AFM在材料科学、生物医学、电子学等领域都有广泛的应用。

　　（一）材料科学

　　在材料科学领域，AFM可以用于表面形貌、晶体结构、物理性质的表征。例如，在材料中描绘原子、分子结构，研究玻璃、金属表面，研究高分子材料的结构和力学性能等。

　　（二）生物医学

　　在生物医学领域，AFM可以用于细胞和生物大分子的表征，例如研究细胞表面的纳米结构、纤维蛋白的结构和力学性质、骨和牙齿的组织结构和力学性质等。

　　（三）电子学

　　在电子学领域，AFM可用于芯片表面形貌的检测、表面形貌的处理、光刻光罩质量的检测、扫描隧道显微镜的探针制作、纳米电路等领域。

　　发展前景

　　随着科学技术的不断发展，AFM的应用范围和研究方向将更广泛、更深入。未来，AFM将朝着高分辨率、高速度、多样化功能的方向发展。例如，基于光纤悬臂探针的AFM具有高速成像能力，将有望成为三维图像成像和光存储器等领域的重要工具，基于扫描隧道显微镜和非接触成像光学显微镜相结合的高分辨率AFM技术也有望获得更加广阔的应用前景。

Park XE 15通用型原子力显微镜有适合大众化的各种扫描模 式 ，能 满足您的 所 有 研 究 需求：

1. 表 面 粗 糙 度 测 量

2. 电 性 能

3. 机 械 性 能

4. 热 性 能

5. 磁 性 能

在半导体产业发展如火如荼的今天，上海磊微伴随着行业不断学习、积极提升自身水平， 为越来越多的客户提供了专业的产品和服务。今后，磊微将以不断培育的市场为依托，以先进优质产品为核心，以高效运作的团队为基础，迎来更快更好的发展。我们一直秉承团结创新、严谨奋进的企业精神，秉承诚信务实、互利多赢的经营理念，努力为客户、为社会提供高品质产品和服务。

　　一、概述

　　通用型原子力显微镜（AFM）是扫描探针显微技术的一种，它是通过探针和样品表面之间的相互作用来测量表面形貌和性质的。其将图像转化为高度图，能够对各种样品的表面形貌、硬度、弹性、电磁性等进行表征，具有成像分辨率高、精度高、非接触式成像等优点。目前AFM已成为材料科学、生物医学、电子学等领域中常用的表面分析工具之一。

　　目前AFM的研究方向主要包括开发新型探针、显微镜结构的改进、数据处理算法的创新等，其应用领域也在不断扩展。本文将从AFM的原理、探针、成像模式、显微镜结构、应用领域等几个方面进行介绍。

　　二、原理

　　AFM最基本的原理是通过探针和样品表面之间的相互作用来测量表面形貌和性质。探针位于样品表面上方，探针控制器通过样品反馈来控制探针间距，从而实现在样品表面扫描的过程。扫描时探针与样品之间存在静电相互作用力、范德华力、化学作用力、磁作用力等，这些力的变化将反映在探针的运动以及探针位置的改变上，并且可以转换成电信号。

　　AFM会将探针与样品表面的相对位置转化成电信号，由此就能得到在样品表面各点的高度信息。在扫描之后的数据处理中，AFM可以对原始数据进行平滑和滤波，得到高质量的表面形貌和力学性质图像。通过扫描不同区域，可以得到样品表面的全貌。

　　三、探针

　　AFM的探针是其成像的核心，它有很多种，具体有硅探针、钻石探针、金刚石探针、碳纳米管探针等。探针的选择取决于不同应用领域对分辨率、灵敏度、硬度、使用寿命等方面的要求。

　　目前AFM领域常用的硅探针主要分为单晶硅和多晶硅两种。它们的区别在于硅晶体的结构不同，从而也会对热膨胀系数、硬度、刚性等产生影响。单晶硅探针的刚性和灵敏度更高，但制造成本较高；多晶硅则反之。因此，在实际使用中，根据需要进行选择。