鑠思百檢測

DETECTION OF TECHNICAL SOUSEPAD

u項目簡介

a.粉末，溶液，塊狀樣品的表面形貌，厚度，粗糙度測試

b. 生物/纖維樣品的表面形貌

c.相圖

d. PFM（壓電力顯微鏡）, EFM（靜電力顯微鏡）, KPFM（表面電勢）, MFM（磁力顯微鏡）, C-AFM/PeakForce TUNA（導電力顯微鏡），楊氏模量/模量分布，力曲線，液下，變溫等特殊模式。

更多測試要求請咨詢工程師15071040697

u樣品要求

1. 樣品狀態(tài)：可為粉末、液體、塊體、薄膜樣品；

2. 粉末樣品：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1um，提供20mg，液體不少于1ml，尺寸過大請?zhí)崆白稍?/span>工程師15071040697；

3.粉末/液體樣品請務必備注好制樣條件，包括分散液，超聲時間及配制濃度；

4.薄膜或塊狀樣品尺寸要求：長寬0.5-3cm之間，厚度0.1-1cm之間，表面粗糙度不超過5um，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！

5.測試PFM、KPFM、C-AFM、PeakForce TUNA的材料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，KPFM、C-AFM、PeakForce TUNA的樣品需要導電或至少為半導體；

6.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。

u結(jié)果展示

不同型號儀器結(jié)果形式會有差別，下面展示的是Bruker Dimension ICON型號AFM的結(jié)果，僅供參考。

1、表面形貌和表面粗糙度

AFM可以對樣品表面形態(tài)、納米結(jié)構、鏈構象等方面進行研究，獲得納米顆粒尺寸，孔徑，材料表面粗糙度，材料表面缺陷等信息，同時還能做表面結(jié)構形貌跟蹤（隨時間，溫度等條件變化）。也可對樣品的形貌進行豐富的三維模擬顯示，使圖像更適合于人的直觀視覺。下圖表征的是納米顆粒的二維幾何形貌圖，三維高度形貌圖以及粗糙度。

2、精準定位如：納米片厚度/臺階高度

什么是精準定位？就是需要花時間去一點點找這個地方。

在半導體加工過程中通常需要測量高縱比結(jié)構，像溝槽和臺階，以確定刻蝕的深度和寬度。這些在SEM 下只有將樣品沿截面切開才能測量，AFM 可以對其進行無損的測量。AFM在垂直方向的分辨率約為0.1 nm，因此可以很好的用于表征納米片厚度。下圖表征的是臺階高度和納米片厚度圖。

3、相圖

作為輕敲模式的一項重要的擴展技術，相位模式是通過檢測驅(qū)動微懸臂探針振動的信號源的相位角與微懸臂探針實際振動的相位角之差（即兩者的相移）的變化來成像。引起該相移的因素很多，如樣品的組分、硬度、粘彈性質(zhì)，模量等。簡單來說，如果兩種材料從AFM形貌上來說，對比度比較小，但你又非常想說明這是在什么膜上長的另外一種，這個時候可以利用二維形貌圖+相圖來說明（前提是兩種材料的物理特性較為不同，相圖有明顯對比信號才行）。

布魯克AFM儀器的測試原始文件.spm格式可用布魯克離線軟件Nanoscope analysis軟件打開。

u常見問題：

1. 為什么AFM測試樣品顆?；蛘弑砻娲植诙炔荒苓^大？

一般來說AFM儀器測試的Z相范圍是10um左右（有些儀器可能只有2um），因此樣品表面起伏過大的樣品可能會超出儀器掃描范圍，另外粗糙度比較大的樣品會導致針尖易磨鈍或者受污染，對圖像質(zhì)量有很大影響，且磨損無法修復增加耗材成本。

2. AFM拍攝不到自己想要的效果，表面形貌或粗糙度與自己預期不符合？

AFM拍攝也需要不斷尋找合適的位置拍攝，同一樣品不同拍攝部位表面形貌和粗糙度極有可能不一致，因為原子力顯微鏡成像范圍較小，與拍攝樣品表面是否均勻息息相關。

3. 什么是相圖？如何分析相圖？

作為輕敲模式的一項重要的擴展技術，相位模式是通過檢測驅(qū)動微懸臂探針振動的信號源的相位角與微懸臂探針實際振動的相位角之差（即兩者的相移）的變化來成像。引起該相移的因素很多，如樣品的組分、硬度、粘彈性質(zhì)，模量等。因此利用相位模式，可以在納米尺度上獲得樣品表面局域性質(zhì)的豐富信息。值得注意的是，相移模式作為輕敲模式一項重要的擴展技術，雖然很有用。但單單是分析相位模式得到的圖像是沒有意義的，必須和形貌圖相結(jié)合，比較分析兩個圖像才能得到你需要的信息。簡單來說，如果兩種材料從AFM形貌上來說，對比度比較小，但又非常想說明這是在什么膜上長的另外一種，這個時候可以利用二維形貌圖+相圖來說明（前提是兩種材料的物理特性較為不同，相圖有明顯對比信號才行）。

4. 樣品導電性不好能測AFM嗎？需要噴金處理嗎？

AFM常規(guī)測試項目對樣品的導電性沒有要求，不導電的樣品也是可以測試的，不需要做噴金處理，但是部分電學模塊的測試，比如KPFM，是需要樣品導電的，金顆粒是有一定尺寸的，噴金后可能會在形貌上有影響，因此一般不建議噴金處理。

5. 如何從AFM結(jié)果中獲得樣品的粗糙度？

表面粗糙度計算，這是AFM的優(yōu)勢，可以得到全圖粗糙度和所選區(qū)域的粗糙度，Rq:均方根粗糙度和Ra:平均值粗糙度，這兩個都能參考，在使用時同組數(shù)據(jù)保持一致就行。如果需要獲得粗糙度值，在AFM的離線軟件選中高度圖，直接點擊roughness即可。

6. Force mapping和楊氏模量圖之間的差別？

Force mapping是力曲線面掃。通過對Force mapping擬合換算可以獲得楊氏模量圖。Force mapping和楊氏模量圖之間最關鍵的差別是：一般Force mapping圖的采集分辨率為16*16，32*32或64*64， 效果如下左圖所示。楊氏模量圖的采集分辨率為256*256，效果如下右圖所示。另外Force mapping結(jié)果默認是可以保留力曲線的數(shù)據(jù)的，但是楊氏模量圖默認是不保留力曲線的數(shù)據(jù)的（如果楊氏模量圖需要導出力曲線，需要在測試前說明），一般蛋白類的樣品不適合楊氏模量圖，因為楊氏模量圖需要的力比較大，并且對樣品有要求，制備均勻，厚度超過20nm才可以做楊氏模量圖。參考圖如下：

7. 力曲線測試，楊氏模量圖和Force mapping圖之間的區(qū)別？

力曲線和Force mapping的區(qū)別就在于力曲線采集的數(shù)據(jù)少（類似能譜點掃，一般隨機采集3-5個點），Force mapping采集的力曲線多（類似力曲線面掃，分辨率可以為16*16,32*32等），面掃的每個點的力曲線都可以導出，但是數(shù)據(jù)量比較大，一般不建議全部導出；楊氏模量圖的可以獲得面范圍內(nèi)的楊氏模量分布，分辨率一般為256*256，但默認不保存力曲線的數(shù)據(jù)，如果需要在采集楊氏模量圖的時候保存力曲線的數(shù)據(jù)需要提前說明。

8. PFM測試中，激勵電壓是什么意思？

壓電力顯微鏡(PFM)即是在AFM基礎上發(fā)展起來利用原子力顯微鏡導電探針檢測樣品的在外加激勵電壓下的電致形變量的顯微鏡。為了有效的提取出PFM信號，通常會對探針施加某一固定頻率(遠低于探針共振頻率)的激勵信號，通過鎖相放大器對PFM信號進行提取。 在PFM測試中，常規(guī)儀器的激勵電壓一般為10V左右，配有高壓模塊的儀器可以測試到220V。

9. PFM測試的壓電驅(qū)動電壓的選擇需要注意什么？

PFM測試中獲得的信噪比取決于樣品的壓電響應、探針種類和驅(qū)動電壓大小等諸多因素。 在大多數(shù)情況下，增加驅(qū)動電壓（即施加在樣品上的交流電的振幅），信噪比將得到改善。如果被測樣品是薄膜的情況則需要注意，過大的驅(qū)動電壓可能導致樣品被極化。因此針對不同樣品主要選擇合適的驅(qū)動電壓，建議通過參照同類型樣品的參考文獻進行選擇。

10. Peak-Force Tuna和C-AFM測試之間的區(qū)別？

TUNA電流是探針要觸及樣品后的隧穿電流值，反應了樣品的導電性，同時探針不會對樣品造成損壞，可以說即可以表征樣品本征形貌，也反應了樣品的電學性能。C-AFM是直接接觸樣品，如果樣品不夠硬(比如有機物)，針尖會直接劃破樣品，同時采集電學信號。兩種方式，電流大小會有差異，pktuna模式下，電流會小一些，相對比較的話，結(jié)果上是一樣。

11. 導電力顯微鏡一般表征樣品多厚區(qū)域內(nèi)的電流分布？

跟材料導電性能有關，導電材料的話幾微米厚的可以，要是半導體材料的話可能需要是納米級別的，1微米以下。

12. 什么是PFM掃回字（也叫掃壓電籌/寫疇）？

這個比單純的PFM難，要來回加偏轉(zhuǎn)電壓讓壓電材料發(fā)生極化反轉(zhuǎn)，最后再掃整體的圖，一共要掃四次。加三次電壓發(fā)生三次反轉(zhuǎn)，最后再掃一個大范圍的才能出現(xiàn)這種圖。

u測試提示：

1.可開正規(guī)測試發(fā)票，附帶測試清單。

2.有腐蝕性，毒性，或其他有危害性等特殊樣品要事先告知測試人員，測試人員也要告知樣品方哪些樣品不能測或會對儀器產(chǎn)生損傷，測試后會對樣品產(chǎn)生哪些變化；

3.客戶需提供詳細的樣品資料，包括元素，主要成分和詳細測試參數(shù)及條件。和測試人員充分討論，商定最終測試條件；

4.測試人員與顧客通過QQ，微信或郵件溝通，出現(xiàn)測試糾紛，郵件或聊天記錄將作為重要的仲裁依據(jù)；請加QQ和技術人員交流。QQ：82187958。微信：15071040697

5.杜絕測試、解析和合成違反國家相關法律法規(guī)的樣品，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)將追究其法律責任。