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(tǒng)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使用一個微小的探針(通常由硅或氮化硅制成,尖非常尖銳),在樣品表面進行掃描。探針固定在柔性的懸臂上,當探針尖與樣品表面相互作用時,懸臂會發(fā)生微小的彎曲。通過激光束照射懸臂并檢測其反射光的位置變化,可以精確地測量懸臂的彎曲程度,從而推算出探針與樣品之間的相互作用力。通過控制探針在樣品表面的掃描,可以獲得樣品表面的形貌圖像。
1.高分辨率:AFM能夠在納米甚至亞納米級別提供表面細節(jié)圖像。
2.多模式操作:除了標準的拓撲成像外,還可以進行力學、磁力、電學等多種性質的測量。
3.樣品適應性廣:適用于導體、絕緣體、生物材料等多種類型的樣品。
4.環(huán)境適應性強:可以在空氣、液體乃至真空環(huán)境中工作。
5.非破壞性:由于探針與樣品之間的作用力非常弱,通常不會對樣品造成損害。
6.定量分析:可以直接測量表面的粗糙度、顆粒大小、膜厚等參數。
多功能原子力顯微鏡的應用領域:
1.材料科學:研究材料的微觀結構和性質,如薄膜、納米顆粒等。
2.生物醫(yī)學:觀察生物大分子如蛋白質、DNA的結構,以及細胞表面的特性。
3.微電子學:檢測半導體器件和集成電路的表面缺陷和特性。
4.納米技術:用于納米尺度的制造和表征。
5.數據存儲:分析磁存儲介質的表面磁疇結構。