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    當前位置:材料測試 ?  顯微成像 ? 

    原子力顯微鏡(AFM)

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    原子力顯微鏡(AFM)

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    項目介紹

    原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope,AFM):是一種可以用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。

    將一個對微弱力極敏感的微懸臂一端固定,另一端有一微小針尖,使之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排斥力,會使懸臂發(fā)生微小的偏轉(zhuǎn)。通過檢測出偏轉(zhuǎn)量并作用反饋控制其排斥力的恒定,就可以獲得微懸臂對應(yīng)于各點的位置變化,從而獲得樣品表面形貌的圖像。

    成像模式:

    接觸模式:針尖與樣品表面距離小,利用原子間的斥力;可獲得高解析度圖像;樣品變形,針尖受損;不適合于表面柔軟的材料;

    非接觸模式:針尖距離樣品5-20nm,利用原子間的吸引力,不損傷樣品表面,可測試表面柔軟樣品;分辨率低,有誤判現(xiàn)象;

    輕敲模式:探針在Z軸維持固定頻率振動,當振動到谷底時與樣品接觸,對樣品破壞小,分辨率幾乎同接觸模式相同。


    樣品要求

    1. 薄膜和塊體樣品,尺寸不大于2*2cm,厚度0.1-1cm之間,一定要標明測試面!塊狀樣品需要固定好,避免在寄送過程產(chǎn)生晃動或摩擦影響測試結(jié)果;

    2. 粉末樣品,質(zhì)量不少于10mg,請務(wù)必備注好制樣條件,包括分散液,超聲時間及配制濃度

    3. 粉末和薄膜塊體樣品,常規(guī)測試項目樣品起伏一般不超過5微米,特殊測試項目樣品起伏一般不超過1微米,粗糙度起伏過大對測試數(shù)據(jù)影響極大,此外對測試的探針會有損耗。

    4. 液體樣品,體積不小于1mL(濃度不確定,可以加送溶劑空白樣,進行測試前稀釋),請務(wù)必備注好制樣條件,包括分散液,超聲時間及配制濃度;

    4. C-AFM、KPFM、PFM、PeakForce測試都要求樣品導電,需要將樣品制備在導電基底上,基底大小符合塊狀樣品的尺寸要求

    5. PFM,KPFM測試需要樣品表面十分平整,樣品粗糙度最好在10-200nm之間,粉末樣品測試很難測到較好結(jié)果,下單前請確保風險可接受

    6. 提供明確的測試要求(常規(guī)20X20μm以內(nèi)的測試區(qū)域就可以),最好能上傳參考形貌并且打印隨樣品寄出,如果測試區(qū)域在1*1μm以下,則需要與技術(shù)經(jīng)理提前聯(lián)系。

    7. 對于不導電的樣品,如塑料,聚合材料,高分子材料之類,建議使用吸附膠盒、離心管等裝樣,請不要直接用自封袋裝,如需使用自封袋請將樣品與包裝固定牢固,避免運輸過程中摩擦產(chǎn)生靜電,導致樣品難測或無法測試

    項目案例

    AFM形貌粗糙度

    光滑薄膜厚度表征

    結(jié)腸癌細胞的AFM像(3D結(jié)構(gòu))

    具有對稱電極的KPFM圖像和AFM圖像

    常見問題
    1、AFM測試范圍最好小于多少?一般能測多大?

    小于80×80μm;能測10×10μm、20×20μm、50×50μm。

    2、AFM 測試數(shù)據(jù)有幾種格式?

    spm和mdt格式,分別用NanoScope Analysis、IA軟件打開。

    3、AFM粉末樣品制樣的常用基底有哪些?

    常用基底有3種:HOPG(高定向石墨),MICA(云母),Si-chip(硅片)。HOPG的優(yōu)點是導電,主要用于導電樣品的測試。MICA和Si-chip都是常用基底,主要是提供一個平面,可以根據(jù)參考文獻或之前的測試條件來選取。

    4、為什么AFM測試中,樣品表面粗糙度不能太大?

    一般AFM測試,常規(guī)的形貌等模式要求樣品起伏一般不超過5微米,特殊的電學力學等測試模式樣品起伏一般不超過1微米,對于表面起伏過大的樣品,一方面可能超出儀器測試范圍,另一方面可能導致跳針、針尖受損或污染,從而影響圖像質(zhì)量,增加損耗成本。

    5、AFM測試中,對于導電性不佳的樣品,是否需要噴金處理呢?

    AFM的常規(guī)測試模式對樣品導電性沒有要求,部分電學模塊測試,如KPFM,是需要樣品導電的。由于金顆粒有一定尺寸,噴金會對形貌有一定影響,所以一般不建議噴金。

    原子力顯微鏡(AFM)

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