【摘要】 目前,AFM已广泛应用于各个领域,包括半导体、纳米功能材料、生物、化工、医药研究等研究领域中,成为科学研究中的不可或缺的工具之一

一、简介

AFM全称Atomic Force Microscope,即原子力显微镜,它是在扫描隧道显微镜之后发明的一种高分辨的新型显微仪器,具有原子级别的识别能力,可以在多种环境下(空气或者具有溶液的环境下)对各种材料和样品进行纳米级别的观察与探测,包括对表面形貌进行探测以及测量表面纳米级的粗糙度,更厉害的是可以直接进行纳米级别的操纵;目前,AFM已广泛应用于各个领域,包括半导体、纳米功能材料、生物、化工、医药研究等研究领域中,成为科学研究中的不可或缺的工具之一。

二、原理

原子力显微镜的基本原理是:将一个对微弱力具有极其敏感性的微小悬臂的一端固定,另一端上含有一个微小的针尖,进行测试时针尖通过与待测样品的表面进行轻轻的碰触,由于针尖尖端的原子与待测样品表面的原子之间存在极其微弱的相互作用力,在扫描时通过维持这种相互作用力的恒定,带有针尖的微悬臂与待测样品表面在垂直于样品的表面方向上进行起伏运动。最后通过光学检测或者隧道电流检测的方法,可观测到扫描各点位置的变化,从而可以准确获得样品的表面形貌等信息。

原子力显微镜为扫描探针显微镜家族的一员,它的的分辨能力是纳米级别,其操作起来相对容易简便,且样品用量少,是目前研究纳米材料和高分子材料的最重要的仪器之一。本期由于版面有限,下一期我们进行其应用的介绍。

参考书籍

《原子力显微术及其应用》杨序纲,杨潇著
《扫描探针显微技术理论与应用》彭昌盛著

 

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