多功能原子力顯微鏡是一種具有高分辨率的表面分析儀器,能夠提供物質表面微觀結構的三維圖像。與傳統的光學顯微鏡或電子顯微鏡不同,AFM不依賴任何形式的光學或電子成像,而是通過探針與樣品之間的物理作用力來獲取表面信息。
AFM使(shi)用(yong)一個微小的(de)(de)探針(zhen)(通(tong)常由硅或(huo)氮化硅制成,尖(jian)非常尖(jian)銳),在樣(yang)(yang)品(pin)(pin)表面進行掃描。探針(zhen)固(gu)定(ding)在柔性的(de)(de)懸臂上,當探針(zhen)尖(jian)與樣(yang)(yang)品(pin)(pin)表面相(xiang)互作用(yong)時,懸臂會發生微小的(de)(de)彎曲。通(tong)過(guo)激(ji)光(guang)束照射(she)懸臂并(bing)檢(jian)測其(qi)反(fan)射(she)光(guang)的(de)(de)位置變化,可以精確地測量懸臂的(de)(de)彎曲程度,從而推(tui)算出探針(zhen)與樣(yang)(yang)品(pin)(pin)之間的(de)(de)相(xiang)互作用(yong)力。通(tong)過(guo)控(kong)制探針(zhen)在樣(yang)(yang)品(pin)(pin)表面的(de)(de)掃描,可以獲得樣(yang)(yang)品(pin)(pin)表面的(de)(de)形(xing)貌圖(tu)像。
1.高分辨率:AFM能夠(gou)在(zai)納米(mi)甚(shen)至(zhi)亞納米(mi)級別(bie)提供(gong)表(biao)面細節圖像。
2.多模(mo)式操作:除了標(biao)準的(de)拓撲成(cheng)像外,還可(ke)以進行力學、磁力、電學等多種性質的(de)測量。
3.樣(yang)(yang)品(pin)適應性(xing)廣:適用(yong)于導(dao)體(ti)、絕緣體(ti)、生物(wu)材料等多種類型的樣(yang)(yang)品(pin)。
4.環(huan)境適(shi)應性強:可以在(zai)空(kong)氣、液(ye)體(ti)乃至真空(kong)環(huan)境中工作。
5.非破壞性(xing):由于(yu)探針(zhen)與(yu)樣品之間的作用(yong)力非常弱,通(tong)常不會對(dui)樣品造成損害。
6.定量(liang)分析(xi):可(ke)以直(zhi)接(jie)測量(liang)表面的(de)粗糙度、顆粒大(da)小、膜厚(hou)等參數。
多功能原子力顯微(wei)鏡的應用領域:
1.材料科學(xue):研究材料的(de)微觀(guan)結構和性質,如薄膜、納米(mi)顆粒等。
2.生物醫學:觀察生物大分(fen)子如蛋白質(zhi)、DNA的(de)結(jie)構,以(yi)及細(xi)胞表面的(de)特性。
3.微電子(zi)學:檢測(ce)半導體器件和集成電路(lu)的表(biao)面缺陷和特性(xing)。
4.納(na)米(mi)技(ji)術:用于(yu)納(na)米(mi)尺(chi)度的制造和表征。
5.數據(ju)存儲:分析磁存儲介質(zhi)的表面磁疇(chou)結(jie)構。