原子力显微镜工作原理和特点
发布时间：2021-01-20 10:56:27 点击次数：330
原子力显微镜是在扫描隧道显微镜的基本原理基本上发展起来的扫描探针显微镜，原子力显微镜的出现无疑有助于了纳米科技的发展。原子力显微镜代表的扫描探针显微镜是系列的总称。采用小探针扫描样品表面以提供高放大倍率观察的显微镜;原子力显微镜扫描可提供各种种类样品的表面状况信息;与传统显微镜相比之下，原子力显微镜的优势在于可以在大气条件下以高放大倍率观察样品表面，几乎可以用以所有样品（对表面光洁度有一定要求的样品），而不须其他样品制备处理，并且可以获得样品表面的3d地形图。执行粗糙度测算，厚度，台阶宽度，方框图或粒度分析扫描的三维地势图像上的溶解。
原子力显微镜可以检测许多样品，并提供表面研究和生产控制或工艺开发数据，而常规扫描和电子显微镜无法提供这些数据。
1.基本原则
原子力显微镜运用试样表面和细探针之间的互为作用力（原子力）来测量表面的形貌。
探针在一个小刚毛的悬臂上，当探针触及样品表面时，以悬臂偏转的形式检测到相互作用，样品表面与探针之间的相距小于3-4nm，并且检测到的力它们之间的相距小于10-8n，激光二极管发出的光聚焦在悬臂的背面，当悬臂在力的作用下弯曲时，反射的光就会偏转。采用位敏photodetector的偏转角，然后通过计算机处理收集的数据以获得样品表面的三维图像。
将完整的悬臂探针放到在压电扫描仪控制的样品表面上，以0.1nm或更小的步长在三个方向上展开扫描。一般而言，在详实扫描样品表面（xy轴）时，悬臂的位移反馈控制的z轴将被保留并固定。反馈到扫描响应的z轴值被输入到计算机中展开处理，并获得样品表面的观察图像（3d图像）。
2.原子力显微镜的特性
1.高分辨率能力远远超过扫描电子显微镜（SEM）和光学粗糙度仪。样品表面的三维数据满足了研究，生产和质量检验日渐增长的微观要求。
3.应用范围普遍，可用以表面观察，尺寸测量，表面粗糙度测量，粒度分析，凸起和凹坑的统计处理，成膜条件评估，保护层尺寸台阶的测量，评估层绝缘膜的平整度，VCD涂层评估，取向膜摩擦处理工艺评估，弱点分析等。
4.软件处理功用强劲，三维图像显示的尺寸，角度，显示情调和光泽度可自由设立。并可选取网络，轮廓，线条显示。图像处理宏管理，横切面形状和粗糙度分析，形貌分析等机能。
