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AFM原子力显微镜


原子力显微镜(atomic force microscope,简称AFM)利用微悬臂感受和放大悬臂上尖细探针与受测样品原子之间的作用力,从而达到检测的目的,具有原子级的分辨率。由于原子力显微镜既可以观察导体,也可以观察非导体,从而弥补了扫描隧道显微镜的不足。
相对于扫描电子显微镜,原子力显微镜具有许多优点。不同于电子显微镜只能提供二维图像,AFM提供真正的三维表面图。同时,AFM不需要对样品的任何特殊处理,如镀铜或碳,这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。第三,电子显微镜需要运行在高真空条件下,原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。这样可以用来研究生物宏观分子,甚至活的生物组织。原子力显微镜与扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope)相比,由于能观测非导电样品,因此具有更为广泛的适用性。当前在科学研究和工业界广泛使用的扫描力显微镜(Scanning Force Microscope),其基础就是原子力显微镜。
扫描电子显微镜(SEM)相比,AFM的缺点在于成像范围太小,速度慢,受探头的影响太大。


美国DI公司 原子力显微镜
使用自动化的原子力显微镜和扫描隧道显微镜技术,可测量直径可达200毫米的半导体硅片、刻蚀掩膜、磁介质、CD/DVD、生物材料、光学材料和其它样品的表面特性。

原子力显微镜研究对象可以是有机固体、聚合物以及生物大分子等,样品的载体选择范围很大,包括云母片、玻璃片、石墨、抛光硅片、二氧化硅和某些生物膜等,其中最常用的是新剥离的云母片,主要原因是其非常平整且容易处理。而抛光硅片最好要用浓硫酸与30%双氧水的7∶3 混合液在90 ℃下煮1h。利用电性能测试时需要导电性能良好的载体,如石墨或镀有金属的基片。
试样的厚度,包括试样台的厚度,最大为10 mm。如果试样过重,有时会影响Scanner的动作,请不要放过重的试样。试样的大小以不大于试样台的大小(直径20 mm)为大致的标准。稍微大一点也没问题。但是,最大值约为40 mm。如果未固定好就进行测量可能产生移位。请固定好后再测定。

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