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【e测试干货】【独家】深度解析《原子力显微镜》

2020-12-21 16:45:30 13 3199

原子力显微镜（AFM）虽然名字里有“显微镜”三个字，但它并不像光学显微镜和电子显微镜那样能“看”微观下的物体，而是通过一根小小的探针来间接地感知物体表面的结构，得到样品表面的三维形貌图象，并可对三维形貌图象进行粗糙度计算、厚度、步宽、方框图或颗粒度分析。

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仪器简介

AFM主要由带针尖的微悬臂、微悬臂运动检测装置、监控其运动的反馈回路、使样品进行扫描的压电陶瓷扫描器件、计算机控制的图像采集、显示及处理系统组成。微悬臂运动可用如隧道电流检测等电学方法或光束偏转法、干涉法等光学方法检测，当针尖与样品充分接近相互之间存在短程相互斥力时，检测该斥力可获得表面原子级分辨图像。

AFM广泛应用于材料科学中，是一种非常重要的表面表征技术。除了进行形貌观察，AFM还可以用来测量物质和材料表面原子间的作用力，表面弹性、塑性、硬度、粘着力、摩擦力等性质。

测试原理

AFM工作的基本原理是利用原子之间的相互作用力来获得表面结构信息。将一个纳米级的探针固定在一个对力非常敏感的弹性悬臂梁上，悬臂梁另一端固定。测试时，当样品与针尖接近时，针尖原子与样品表面原子之间的相互作用力会使悬臂梁发生形变，这个形变被激光探测器探测，并传输到检测设备上，通过检测设备将形变信号转化成光电信号输出，就可以获得针尖与表面原子间的作用力情况，进而获得表面结构信息。AFM的测试原理如下图所示。

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