AFM(Atomic Force Microscope),即原子力顯微鏡,是一種具有原子級高分辨的新型儀器。其特有的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
高分辨率成像:
原子力顯微鏡具有原子級別的識(shí)別能力,可以在多種環(huán)境下(空氣或溶液環(huán)境)對各種材料和樣品進(jìn)行納米級別的觀察與探測,包括表面形貌的探測以及表面納米級粗糙度的測量。
AFM原子力顯微鏡的垂直方向分辨率極高,約為0.01nm,能夠很好地用于表征納米片厚度。
三維表面成像:
與掃描電子顯微鏡(SEM)提供的二維圖像不同,原子力顯微鏡能夠提供真正的三維表面圖。這種三維成像能力使得AFM原子力顯微鏡在觀察復(fù)雜表面結(jié)構(gòu)時(shí)具有顯著優(yōu)勢。
非破壞性檢測:
原子力顯微鏡在測量過程中不需要對樣品進(jìn)行特殊處理,如鍍銅或碳,這些處理可能會(huì)對樣品造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。
AFM的輕敲模式在測量時(shí)與樣品的接觸時(shí)間非常短暫,相互作用力很小,通常為1皮牛頓(pN)~1納牛頓(nN),因此對樣品的破壞幾乎消失。這使得AFM原子力顯微鏡特別適用于對生物大分子、聚合物等軟樣品進(jìn)行成像研究。
環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng):
原子力顯微鏡不僅可以在真空和大氣環(huán)境下工作,還可以在液體環(huán)境下進(jìn)行測量。這種廣泛的環(huán)境適應(yīng)性使得AFM原子力顯微鏡能夠用于研究生物宏觀分子甚至活的生物組織。
成像模式多樣:
原子力顯微鏡具有多種成像模式,包括接觸式、非接觸式和輕敲式。這些不同的成像模式使得AFM原子力顯微鏡能夠根據(jù)不同的樣品特性和測量需求進(jìn)行選擇和優(yōu)化。
廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域:
原子力顯微鏡已被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、納米功能材料、生物、化工、醫(yī)藥等多個(gè)研究領(lǐng)域。它可以用于導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體表面的高分辨成像,生物樣品、有機(jī)膜的高分辨成像,表面化學(xué)反應(yīng)研究,納米加工與操縱,超高密度信息存儲(chǔ),分子間力和表面力研究,以及摩擦學(xué)和各種力學(xué)研究等。
綜上所述,AFM原子力顯微鏡以其高分辨率成像、三維表面成像、非破壞性檢測、廣泛的環(huán)境適應(yīng)性、多樣的成像模式以及廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域等**特點(diǎn),在科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。