原子力显微镜(AFM)
原子力显微镜(Atomic Force Microscopy)简称:AFM,一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。
原理:
原子力显微镜的工作模式是以针尖与样品之间的作用力的形式来分类的,原子力显微镜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(扫描样品时,利用传感器检测这些变化,就可获得作用力分布信息,从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。)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。
优点:
相对于扫描电子显微镜,原子力显微镜具有许多优点。
① 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。
② 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。
③ 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STM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,其基础就是原子力显微镜。
缺点:
和扫描电子显微镜(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。
应用范围:
广泛地应用于表面分析的各个领域,通过对表面形貌的分析、归纳、总结,以获得更深层次的信息。它可以用于研究金属、半导体和非金属类材料的表面形貌、表面重构、摩擦力,获得相界、分形结构和横向力等信息的空间三维图像。
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