跟隨我去探尋原子力顯微鏡及其特點

時間：2021-4-9 閱讀：1796

原子力顯微鏡
◆ 激光檢測頭和樣品掃描臺集成一體，穩(wěn)定可靠；
◆ 精密激光及探針定位裝置，更換探針及調(diào)節(jié)光斑簡單方便；
◆ 單軸驅(qū)動樣品自動垂直接近探針，準確定位掃描區(qū)域，使針尖垂直于樣品掃描；
◆ 馬達控制加壓電陶瓷自動探測的智能進針方式，保護探針及樣品；
◆ 高精度大范圍的壓電陶瓷掃描器，可根據(jù)不同精度和掃描范圍要求選擇；
◆ 10X復(fù)消色差物鏡光學(xué)定位，無需調(diào)焦，實時觀測與定位探針樣

一、基本原理
原子力顯微鏡是利用檢測樣品表面與細微的探針尖之間的相互作用力（原子力）測出表面的形貌。
探針尖在小的軔性的懸臂上，當(dāng)探針接觸到樣品表面時，產(chǎn)生的相互作用，以懸臂偏轉(zhuǎn)形式檢測。樣品表面與探針之間的距離小于3－4nm，以及在它們之間檢測到的作用力，小于10－8N。激光二極管的光線聚焦在懸臂的背面上。當(dāng)懸臂在力的作用下彎曲時，反射光產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，使用位敏光電檢測器偏轉(zhuǎn)角。然后通過計算機對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，從而得到樣品表面的三維圖象。
完整的懸臂探針，置放于在受壓電掃描器控制的樣品表面，在三個方向上以精度水平0.1nm或更小的步寬進行掃描。一般，當(dāng)在樣品表面詳細掃繪（XY軸）時，懸臂的位移反饋控制的Z軸作用下保存固定不變。以對掃描反應(yīng)是反饋的Z軸值被輸入計算機處理，得出樣品表面的觀察圖象（3D圖象）

二、原子力顯微鏡的特點
1．高分辨力能力遠遠超過掃描電子顯微鏡（SEM），以及光學(xué)粗糙度儀。樣品表面的三維數(shù)據(jù)滿足了研究、生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗越來越微觀化的要求。
2．非破壞性，探針與樣品表面相互作用力為10－8N以下，遠比以往觸針式粗糙度儀壓力小，因此不會損傷樣品，也不存在掃描電子顯微鏡的電子束損傷問題。另外掃描電子顯微鏡要求對不導(dǎo)電的樣品進行鍍膜處理，而原子力顯微鏡則不需要。
3．應(yīng)用范圍廣，可用于表面觀察、尺寸測定、表面粗糙測定、顆粒度解析、突起與凹坑的統(tǒng)計處理、成膜條件評價、保護層的尺寸臺階測定、層間絕緣膜的平整度評價、VCD涂層評價、定向薄膜的摩擦處理過程的評價、缺陷分析等。
4．軟件處理功能強，其三維圖象顯示其大小、視角、顯示色、光澤可以自由設(shè)定。并可選用網(wǎng)絡(luò)、等高線、線條顯示。圖象處理的宏管理，斷面的形狀與粗糙度解析，形貌解析等多種功能。