原子力顯微鏡(AFM)是一種掃描探針顯微鏡(SPM),,其分辨率在納米量級(jí),,比光學(xué)衍射極限高1000倍以上,。信息是通過(guò)用機(jī)械探針“感覺”或“觸摸”表面來(lái)收集的,。壓電元件有助于根據(jù)(電子)命令進(jìn)行微小但精確的移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)精確掃描,。
探針對(duì)樣品施加在其上的力的反應(yīng)可以用于以高分辨率形成樣品表面的三維形狀(形貌)的圖像,。這是通過(guò)光柵掃描樣品相對(duì)于尖部的位置并記錄對(duì)應(yīng)于恒定探針-樣品相互作用的探針高度來(lái)實(shí)現(xiàn)的(詳見原子力顯微鏡中的地形成像部分)。表面形貌通常顯示為偽彩色圖,。
原子力顯微鏡的探針主要有以下幾種:
1,、非接觸/輕敲模式針尖以及接觸模式探針:常用的產(chǎn)品,分辨率高,,使用壽命一般,。使用過(guò)程中探針不斷磨損,分辨率很容易下降。主要應(yīng)用于表面形貌觀察,。
2,、導(dǎo)電探針:通過(guò)對(duì)普通探針鍍10-50納米厚的Pt(以及別的提高鍍層結(jié)合力的金屬,如Cr,,Ti,,Pt和Ir等)得到。
導(dǎo)電探針應(yīng)用于EFM,,KFM,,SCM等。導(dǎo)電探針分辨率比tapping和contact模式的探針差,,使用時(shí)導(dǎo)電鍍層容易脫落,,導(dǎo)電性難以長(zhǎng)期保持。導(dǎo)電針尖的新產(chǎn)品有碳納米管針尖,,金剛石鍍層針尖,,全金剛石針尖,全金屬絲針尖,,這些新技術(shù)克服了普通導(dǎo)電針尖的短壽命和分辨率不高的缺點(diǎn),。
3、磁性探針:應(yīng)用于MFM,,通過(guò)在普通tapping和contact模式的探針上鍍Co,、Fe等鐵磁性層制備,分辨率比普通探針差,,使用時(shí)導(dǎo)電鍍層容易脫落。
4,、大長(zhǎng)徑比探針:大長(zhǎng)徑比針尖是專為測(cè)量深的溝槽以及近似鉛垂的側(cè)面而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的,。特點(diǎn):不太常用的產(chǎn)品,分辨率很高,,使用壽命一般,。技術(shù)參數(shù):針尖高度>9μm;長(zhǎng)徑比5:1,;針尖半徑<10nm,。
5、類金剛石AFM探針/全金剛石探針:一種是在硅探針的針尖部分上加一層類金剛石碳膜,,另外一種是全金剛石材料制備(價(jià)格很高),。這兩種金剛石碳探針具有很大的耐久性,減少了針尖的磨損從而增加了使用壽命,。
除此之外,,還有生物探針(分子功能化),力調(diào)制探針,壓痕儀探針,。