AFM測試主要測什么

AFM測試主要測什么

AFM（原子力顯微鏡）概述：

AFM全稱Atomic ForceMicroscope，即原子力顯微鏡，它是繼掃描隧道顯微鏡(Scanning TunnelingMicroscope)之后發(fā)明的一種具有原子級高分辨的新型儀器，可以在大氣和液體環(huán)境下對各種材料和樣品進行納米區(qū)域的物理性質(zhì)包括形貌進行探測，或者直接進行納米操縱;現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于半導體、納米功能材料、生物、化工、食品、醫(yī)藥研究和科研院所各種納米相關(guān)學科的研究實驗等領(lǐng)域中，成為納米科學研究的基本工具。

AFM（原子力顯微鏡）工作原理：

原子力顯微鏡（atomic force microscope，簡稱AFM）利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細探針與受測樣品原子之間的作用力，從而達到檢測的目的，具有原子級的分辨率。由于原子力顯微鏡既可以觀察導體，也可以觀察非導體，從而彌補了掃描隧道顯微鏡的不足。原子力顯微鏡是由IBM公司蘇黎世研究中心的格爾德·賓寧與斯坦福大學的CalvinQuate于一九八五年所發(fā)明的，其目的是為了使非導體也可以采用類似掃描探針顯微鏡（SPM）的觀測方法。原子力顯微鏡（AFM）與掃描隧道顯微鏡（STM）最大的差別在于并非利用電子隧穿效應(yīng)，而是檢測原子之間的接觸，原子鍵合，范德瓦耳斯力或卡西米爾效應(yīng)等來呈現(xiàn)樣品的表面特性。

AFM（原子力顯微鏡）分類：

    (1) 接觸式﹕利用探針和待測物表面之原子力交互作用(一定要接觸)，此作用力(原子間的排斥力)很小，但由于接觸面積很小，因此過大的作用力仍會損壞樣品，尤其對軟性材質(zhì)，不過較大的作用力可得較佳分辨率，所以選擇較適當?shù)淖饔昧Ρ闶值闹匾Ｓ捎谂懦饬嚯x非常敏感，所以較易得到原子分辨率。

(2) 輕敲式﹕將非接觸式AFM 改良，將探針和樣品表面距離拉近，增大振福，使探針再振蕩至波谷時接觸樣品由于樣品的表面高低起伏，使的振幅改變，再利用接觸式的回饋控制方式，便能取得高度影像。分辨率界于接觸式和非接觸式之間，破壞樣品之機率大為降低，且不受橫向力的干擾。不過對很硬的樣品而言，針尖仍可能受損。

(3) 非接觸式﹕為了解決接觸式之AFM 可能破壞樣品的缺點，便有非接觸式之AFM 被發(fā)展出來，這是利用原子間的長距離吸引力來運作，由于探針和樣品沒有接觸，因此樣品沒有被破壞的問題，不過此力對距離的變化非常小，所以必須使用調(diào)變技術(shù)來增加訊號對噪聲比。在空氣中由于樣品表面水模的影響，其分辨率一般只有55nm，而在超高真空中可得原子分辨率。

AFM（原子力顯微鏡）優(yōu)勢：

1．高分辨力能力遠遠超過掃描電子顯微鏡（SEM），以及光學粗糙度儀。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。

AFM（原子力顯微鏡）制樣要求：

粉末：1.質(zhì)量不少于5mg；

2. 顆粒不超過5μm；

3. 建議離心管裝樣，密封；

液體：1.樣品體積不少于1ml；

2. 備注制樣條件，包括分散液，超聲時間及配制濃度；

薄膜/塊體： 1.尺寸不大于2*2cm；

2. 厚度不超過1cm；

3. 表面粗糙度不超過5μm；

4.備注好測試面；

其他：1. C-AFM、PFM、KPFM要求樣品導電；

2. 表面十分平整；

3. 樣品固定，保護好測試面。

AFM（原子力顯微鏡）常見的問題解答（一）

1. AFM能控制 溫度 嗎？

答案 ：AFM目前不能控制溫度需要定制溫度控制系統(tǒng) 。

2.測量二維mxene納米片樣品濃度的要求是什么？

答案 ：無固定值，比TEM濃度稍濃，通過觀察容溶液的顏色確定，確定適當?shù)某?、凈置時間以保證分散效果，否則納米片試樣不均勻 。

3.如何測試單層 石墨烯 二維材料的厚度 ？

答案 ：DM F是溶劑 ，超聲波超過半小時 ，靜置10分鐘，將液體滴入或旋涂于云母或硅片基底，適當溫度干燥 ，氮氣吹掃后即可測試 。

4. 腐蝕性樣品可以做AFM嗎？

答案 ：可以，但是要保證樣品表面波動在微米以下。

5.薄膜試驗如何制樣保證平整 ？

答案 ：薄膜應(yīng)盡可能小，以避免貼片過程中起泡。

6. 如何判斷set point的設(shè)置是100 %？

答案 ：根據(jù)選擇的測試類型設(shè)置具體的set point ，接觸模式和峰值力敲擊模式 的set point與力的關(guān)系成正比，敲擊模式的set point 與力的關(guān)系成為拋物線 關(guān)系，一般選擇自由振幅80 %，自由振幅已知。

7.測量比表面積時測量時間過長是樣品的原因嗎？在規(guī)定的時間內(nèi)沒有測量嗎？

答案 ：測試時間與測試頻率有關(guān)。測試掃描頻率越大，掃描速度越快，使用時間越短，反之亦然 。

8. 粉末分散液滴到云母片上，云母片的尺寸是否小于200mm，如果是幾微米左右可以測量 ？

答案 ：一般云母的直徑是1cm ，樣品臺的尺寸是200mm，實際上AFM的測量范圍是很小的，用1cm左右大小的襯底完全符合測試要求 。

9.PFM一般用什么探針 ？

答案 ：導電探針就可以了，推薦SCM -Pit系列探針 。

溫馨提示

1、不定期推出各種優(yōu)惠活動，詳情咨詢客服。

2、測試前聯(lián)系在線客服確認測試條件、檢測費用、檢測周期等。

檢測咨詢熱線：15071040697    黃工QQ：82187958

公司網(wǎng)站：www.gzbj666.cn

武漢鑠思百檢測技術(shù)有限公司

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