AFM和PFM的區(qū)別

AFM和PFM的區(qū)別是什么？PFM和AFM是不同的儀器，但是AFM可以通過(guò)不同的工作模式來(lái)實(shí)現(xiàn)PFM的功能。PFM是一種用于研究材料壓電性質(zhì)的儀器，它利用微小的電壓刺激樣品，并測(cè)量產(chǎn)生的應(yīng)變響應(yīng)。PFM通常需要使用掃描探針顯微鏡(SPM)來(lái)定位和操縱樣品。AFM是另一種掃描探針顯微鏡，它通過(guò)測(cè)量原子力來(lái)生成樣品的圖像。AFM可以通過(guò)一種稱(chēng)為輕敲模式(tapping mode)的工作模式來(lái)實(shí)現(xiàn)PFM的功能。在這種模式下，AFM的探針會(huì)以高頻振蕩的方式輕輕敲擊樣品表面，從而產(chǎn)生壓電響應(yīng)。然后，儀器可以測(cè)量這個(gè)響應(yīng)，從而得到樣品的壓電性質(zhì)。因此，PFM和AFM是不同的儀器，但是AFM可以通過(guò)輕敲模式來(lái)實(shí)現(xiàn)PFM的功能。

(Piezoresponse force mode)PFM是(Scanning probe microscopy)SPM中的一種模式.是檢測(cè)振幅相位信號(hào)的.可以同時(shí)觀測(cè)電疇和表面形貌.

AFM全稱(chēng)Atomic Force Microscope，此前STM由于原理的限制只能測(cè)導(dǎo)體和部分半導(dǎo)，AFM原子力顯微鏡出來(lái)后彌補(bǔ)了STM的不足。AFM是在STM的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。

STM

STM利用量子理論中的隧道效應(yīng)，當(dāng)樣品與針尖的距離非常接近時(shí)在外加電場(chǎng)的作用下，電子會(huì)穿過(guò)兩個(gè)電極之間的勢(shì)壘流向另一電極。隧道電流強(qiáng)度對(duì)針尖與樣品表面之間距非常敏感，距離越小隧道電流將增加，所以利用電子反饋線(xiàn)路控制隧道電流的恒定，并控制針尖在樣品表面的掃描，則探針高低的變化就反映出了樣品表面的起伏。

AFM

利用原子間的范德華力作用，來(lái)呈現(xiàn)樣品的表面特性。當(dāng)原子間距離減小到一定程度以后，原子間的作用力將迅速上升。將一個(gè)對(duì)微弱力極敏感的微懸臂一端固定，另一端有一微小的針尖，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。因此，由顯微探針受力在垂直于樣品的表面方向起伏運(yùn)動(dòng)的大小就可以直接換算出樣品表面的高度，獲得樣品表面形貌的信息，過(guò)程中我們可以恒定力量也可以恒定高度。

AFM的常用三種模式如何選擇？

接觸模式

接觸模式探針尖端和樣品做“柔性接觸”，接觸力引起懸臂彎曲進(jìn)而得到表面圖像，但是可能使樣品表面彎曲，長(zhǎng)時(shí)間后針尖有鈍化現(xiàn)象影響圖像質(zhì)量出現(xiàn)誤判，接觸模式可以產(chǎn)生穩(wěn)定的、分辨率高的圖像。但是由于接觸所以容易變形、移動(dòng)的樣品不適合。

非接觸模式

針尖在樣品上方振動(dòng)，不與樣品接觸，探測(cè)器檢測(cè)的是范德華作用力和靜電力等作用力，該模式要求顯微鏡的靈敏度更高，當(dāng)針尖和樣品距離太長(zhǎng)時(shí)，分辨率比其他模式都要低。適用于柔軟、有彈性的樣品。

輕敲（間歇性接觸）模式

微懸臂做受迫振動(dòng)，振蕩的針尖輕輕敲擊樣品表面，間斷的和樣品接觸，反饋系統(tǒng)控制微懸臂的振幅恒定，針尖就跟隨表面起伏上下移動(dòng)進(jìn)而獲得形貌信息。輕敲模式比非接觸模式靠近樣品，比接觸模式對(duì)樣品傷害更少，也能得到和接觸模式一樣的分辨率。適用于一些不牢固的樣品，像生物大分子這樣的軟樣品也比較適合。樣品表面起伏較大的大型掃描比非接觸的更有效。

后來(lái)在AFM基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)很多滿(mǎn)足其他測(cè)試功能的顯微鏡。

AFM特殊模塊功能附件

壓電力顯微鏡(PFM)即是在AFM基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)利用原子力顯微鏡導(dǎo)電探針檢測(cè)樣品的在外加激勵(lì)電壓下的電致形變量的顯微鏡。

光誘導(dǎo)力顯微鏡 (Photo-induced Force Microscope, PiFM) 通過(guò)脈沖激光激發(fā)至樣品和針尖，樣品吸收特定波長(zhǎng)的激發(fā)光后與針尖尖端形成偶極與偶極（電子云與電子云）的交互即樣品吸收特定紅外波長(zhǎng)后所產(chǎn)生的偶極矩變化?？梢酝瑫r(shí)獲得AFM形貌圖和PiFM光誘導(dǎo)力圖（極化分布/特定波長(zhǎng)吸收）?？梢詼y(cè)得10 nm空間分辨的可見(jiàn)~紅外吸收，也可以測(cè)得10 nm空間分辨的電磁場(chǎng)強(qiáng)。

鑠思百檢測(cè)這些都可以測(cè)：KPFM（可搭載特殊模式KPFM，如明暗場(chǎng)、截面KPFM） 、PFM（壓電力顯微鏡）、EFM（靜電力顯微鏡）、MFM（磁力顯微鏡）、CAFM（導(dǎo)電力顯微鏡）、力曲線(xiàn)、SCM、QNM、高壓PFM。