原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope,簡(jiǎn)稱(chēng)AFM)是一種用于研究表面形貌和表面特性的高分辨率掃描探針顯微鏡。它利用微懸臂上的針尖與樣品表面之間的相互作用力來(lái)獲取表面形貌和表面特性信息。AFM可以測(cè)試各種材料表面的形貌、粗糙度、彈性、硬度、化學(xué)反應(yīng)等特性,廣泛應(yīng)用于納米科學(xué)研究領(lǐng)域。AFM測(cè)試的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:1.表面形貌:AFM可以獲取表面形貌的高分辨率圖像,包括表面起伏、溝壑、顆粒大小等特征。這對(duì)于研究表面微觀結(jié)構(gòu)、表面處理效果以及材料性能等方面具有重要意義。2.表面粗糙度:AFM可以測(cè)量表面粗糙度,即表面微小起伏和波紋的幅度和頻率。這對(duì)于研究表面加工質(zhì)量、材料表面處理效果以及摩擦學(xué)等領(lǐng)域具有重要意義。3.彈性:AFM可以測(cè)量樣品的彈性,包括彈性模量和泊松比等參數(shù)。這對(duì)于研究材料力學(xué)性能、材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及納米尺度下的力學(xué)行為等方面具有重要意義。4.硬度:AFM可以測(cè)量樣品的硬度,即針尖在樣品表面劃過(guò)時(shí)所受到的阻力。這對(duì)于研究材料硬度分布、材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及納米尺度下的力學(xué)行為等方面具有重要意義。5.化學(xué)反應(yīng):AFM可以觀察表面化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,包括化學(xué)反應(yīng)前后表面形貌的變化、化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的生成等; 從而可以獲得樣品表面形貌的信息。蚌埠原子力顯微鏡測(cè)試公司
原子力顯微鏡研究對(duì)象可以是有機(jī)固體、聚合物以及生物大分子等,樣品的載體選擇范圍很大,包括云母片、玻璃片、石墨、拋光硅片、二氧化硅和某些生物膜等,其中常用的是新剝離的云母片,主要原因是其非常平整且容易處理。而拋光硅片要用濃硫酸與30%雙氧水的7∶3 混合液在90 ℃下煮1h。利用電性能測(cè)試時(shí)需要導(dǎo)電性能良好的載體,如石墨或鍍有金屬的基片。試樣的厚度,包括試樣臺(tái)的厚度,為10 mm。如果試樣過(guò)重,有時(shí)會(huì)影響Scanner的動(dòng)作,請(qǐng)不要放過(guò)重的試樣。試樣的大小以不大于試樣臺(tái)的大?。ㄖ睆?0 mm)為大致的標(biāo)準(zhǔn)。稍微大一點(diǎn)也沒(méi)問(wèn)題。但是,值約為40 mm。如果未固定好就進(jìn)行測(cè)量可能產(chǎn)生移位。請(qǐng)固定好后再測(cè)定。大同原子力顯微鏡測(cè)試其目的是為了使非導(dǎo)體也可以采用類(lèi)似掃描探針顯微鏡(SPM)的觀測(cè)方法。
原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope,簡(jiǎn)稱(chēng)AFM)利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細(xì)探針與受測(cè)樣品原子之間的作用力,從而達(dá)到檢測(cè)的目的,具有原子級(jí)的分辨率。由于原子力顯微鏡既可以觀察導(dǎo)體,也可以觀察非導(dǎo)體,從而彌補(bǔ)了掃描隧道顯微鏡的不足。原子力顯微鏡是由IBM公司蘇黎世研究中心的格爾德·賓寧于一九八五年所發(fā)明的,其目的是為了使非導(dǎo)體也可以采用類(lèi)似掃描探針顯微鏡(SPM)的觀測(cè)方法。原子力顯微鏡(AFM)與掃描隧道顯微鏡(STM)差別在于并非利用電子隧穿效應(yīng),而是檢測(cè)原子之間的接觸,原子鍵合,范德瓦耳斯力或卡西米爾效應(yīng)等來(lái)呈現(xiàn)樣品的表面特性。
原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope,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;在原子力顯微鏡的系統(tǒng)中,可分成三個(gè)部分:力檢測(cè)部分、位置檢測(cè)部分、反饋系統(tǒng)。
接觸模式(Contact Mode):優(yōu)點(diǎn):掃描速度快,是能夠獲得“原子分辨率”圖像的AFM垂直方向上有明顯變化的質(zhì)硬樣品,有時(shí)更適于用Contact Mode掃描成像。缺點(diǎn):橫向力影響圖像質(zhì)量。在空氣中,因?yàn)闃悠繁砻嫖揭簩拥拿?xì)作用,使針尖與樣品之間的粘著力很大。橫向力與粘著力的合力導(dǎo)致圖像空間分辨率降低,而且針尖刮擦樣品會(huì)損壞軟質(zhì)樣品(如生物樣品,聚合體等)。非接觸模式:優(yōu)點(diǎn):沒(méi)有力作用于樣品表面。缺點(diǎn):由于針尖與樣品分離,橫向分辨率低;為了避免接觸吸附層而導(dǎo)致針尖膠粘,其掃描速度低于Tapping Mode和Contact Mode AFM。通常用于非常怕水的樣品,吸附液層必須薄,如果太厚,針尖會(huì)陷入液層,引起反饋不穩(wěn),刮擦樣品。由于上述缺點(diǎn),non-contact Mode的使用受到限制。輕敲模式:優(yōu)點(diǎn):很好的消除了橫向力的影響。降低了由吸附液層引起的力,圖像分辨率高,適于觀測(cè)軟、易碎、或膠粘性樣品,不會(huì)損傷其表面。缺點(diǎn):比Contact Mode AFM 的掃描速度慢。接觸模式從概念上來(lái)理解,接觸模式是AFM直接的成像模式。臨汾原子力顯微鏡測(cè)試公司
力檢測(cè)部分在原子力顯微鏡(AFM)的系統(tǒng)中,所要檢測(cè)的力是原子與原子之間的范德華力。蚌埠原子力顯微鏡測(cè)試公司
原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope,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。蚌埠原子力顯微鏡測(cè)試公司