項目介紹
工作原理：原子力顯微鏡（AFM）是利用探針和樣品間的原子作用力關(guān)系來得知樣品表面形貌的一種表征手段。其工作原理是將一個對微弱力極其敏感的微懸臂一端固定，另一端有一個微小的針尖，針尖與樣品表面輕輕接觸，由于針尖尖端原子與樣品表面原子間存在極微弱的作用力，使微懸臂發(fā)生彎曲，通過光學(xué)檢測器可測得微懸臂背面反射的激光光點的位置變化，控制掃描過程中的作用力恒定，同時測量針尖縱向的位移量，將測試信號放大轉(zhuǎn)換就可得到樣品表面的三維立體形貌圖像。原子力顯微鏡有三種基本成像模式，分別是接觸式(Contact mode)、非接觸式(non-contact mode)和輕敲式(tapping mode)。
接觸式AFM：是利用探針的針尖與待測物表面之原子力交互作用，使微懸臂彎曲，進(jìn)而得到樣品的表面形貌圖。接觸式的分辨率較高，但由于針尖在樣品表面上滑動，可能使針尖受到損害，樣品產(chǎn)生變形，因此不適用于研究生物大分子、低彈性模量樣品以及容易移動和變形的樣品。為了解決接觸式可能損壞針尖和樣品的缺點，發(fā)展出非接觸式AFM。
非接觸式AFM：針尖在樣品表面的上方振動，始終不與樣品接觸，探測器檢測的是原子間的范德華作用力。由于是非接觸狀態(tài)，對于研究柔軟或有彈性的樣品比較合適，但是這種模式的操作相對較難，存在探針與樣品的距離不能太遠(yuǎn)、探針振幅不能太大、掃描速度不能太快等限制，當(dāng)針尖和樣品之間的距離較遠(yuǎn)時，分辨率要比接觸模式和輕敲模式都低。
輕敲式AFM：是在非接觸式的基礎(chǔ)上，增加了探針振幅功能，微懸臂在其共振頻率附近做受迫振動，振動的針尖輕輕的敲擊材料表面，與材料表面間歇性的輕微接觸，由于材料表面高低起伏，使得振幅改變，再利用回饋控制方式，針尖就能跟隨表面的起伏上下移動獲得材料表面的三維形貌信息。輕敲式對樣品的損害很小，適用于柔軟、易脆和粘附性較強的樣品，且不會對樣品產(chǎn)生破壞，但是其掃描速度比接觸模式要慢。
測試特點
1、不需要對樣品進(jìn)行任何特殊處理，只要樣品表面粗糙度不超過1 μm即可進(jìn)行測試。
2、適用范圍廣，對樣品沒有導(dǎo)電性限制，在常壓下甚至液體環(huán)境下都可以良好的工作。
3、擴(kuò)展模式多，具備力學(xué)、磁學(xué)、電化學(xué)等模式。
原子力顯微鏡
Dimension Icon 德國布魯克公司生產(chǎn)
技術(shù)參數(shù)
XY方向的閉環(huán)噪音水平：<0.15nm RMS值 Z方向的閉環(huán)噪音水平：<0.035nm RMS值
XY方向的開環(huán)噪音水平：0.10nm RMS值， Z方向的開環(huán)噪音水平：<0.03nm RMS值
掃描器：三方向閉環(huán)掃描器 掃描范圍：XY方向90um* 90um 整機噪音：低于0.03nm RMS值
應(yīng)用范圍
Bruker Dension Icon 系列作為布魯克公司（Bruker AXS） 原子力顯微鏡的旗艦產(chǎn)品，凝聚了多項行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)，是二十多年技術(shù)創(chuàng)新、客戶反饋和行業(yè)應(yīng)用的結(jié)晶。 Dimension Icon 的出現(xiàn)為科學(xué)和工業(yè)界在納米尺度的研究帶來了革命性的巔峰之作。 Dimension Icon 可以實現(xiàn)所有主要的掃描探針成像技術(shù)，其測試樣品尺寸可達(dá)：直徑210mm，厚度15mm。溫度補償位置傳感器使Z-軸和X-Y軸的噪音分別保持在亞-埃級和埃級水平，并呈現(xiàn)出前所未有的高分辨率。對于大樣品、90微米掃描范圍的系統(tǒng)來說，這種噪音水平超越了所有的開環(huán)掃描高分辨率的原子力顯微鏡。全新的XYZ閉環(huán)掃描頭在不損失圖像質(zhì)量的前提下大大提高了掃描速度。探針和樣品臺的開放式設(shè)計使 Icon 可勝任各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的實驗。 Dimension Icon的硬件和軟件最大程度的利用了先進(jìn)的布魯克AFM的模式和技術(shù)，如高次諧波共振模式等。并且獨有的不失真高溫成像技術(shù)采用對針尖和樣品同時加熱的方法，最大程度減少針尖和樣品之間的溫差，避免造成成像失真。 Dimension Icon 可廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)，物理，化學(xué)，微電子，生命科學(xué)等領(lǐng)域和學(xué)科。
形貌分析
通過原子力顯微鏡我們可獲得納米材料、高分子材料、生物樣品、金屬材料、陶瓷材料、薄膜材料表面形貌信息。
高度及粗糙度分析
通過原子力顯微鏡可以獲得各種材料表面的起伏度信息、粗糙度信息、高度信息。
性能分析
通過原子力顯微鏡可對材料的力學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能、摩擦力、阻抗性能進(jìn)行表征。