簡(jian)易(yi)型原(yuan)子力(li)顯微鏡(AFM)是壹(yi)種能夠(gou)提供高分(fen)辨率表(biao)面(mian)成(cheng)像、測(ce)量(liang)以及(ji)表面(mian)力(li)學(xue)性(xing)質(zhi)分析(xi)的(de)先(xian)進(jin)工具。相比傳統的(de)光(guang)學(xue)顯微鏡,AFM在觀(guan)察(cha)物(wu)體表(biao)面(mian)時具有更高的(de)分(fen)辨率,甚(shen)至(zhi)可以達(da)到(dao)原子(zi)級(ji)別(bie)。因此(ci),AFM不(bu)僅(jin)在基(ji)礎(chu)科(ke)學(xue)研(yan)究中具有重(zhong)要(yao)應用(yong),還(hai)在材(cai)料科(ke)學(xue)、生(sheng)命科(ke)學(xue)等領(ling)域發揮(hui)著越(yue)來越(yue)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。

1.探(tan)針(zhen)系統:這是(shi)AFM的(de)核(he)心部(bu)分(fen),負責(ze)與樣品(pin)表(biao)面(mian)接觸(chu)並(bing)感(gan)知(zhi)表(biao)面(mian)力(li)。通(tong)常(chang),簡(jian)易(yi)型AFM的(de)探(tan)針(zhen)由標準(zhun)的(de)鎢(wu)絲(si)或(huo)石(shi)英(ying)針(zhen)構(gou)成(cheng),尖(jian)經(jing)過精(jing)細加(jia)工,以(yi)確(que)保(bao)高分(fen)辨率的(de)成(cheng)像能(neng)力(li)。
2.樣品(pin)臺:樣品(pin)臺通常(chang)由高精(jing)度的(de)電動步(bu)進(jin)驅動,能(neng)夠(gou)在X、Y、Z三(san)個方向(xiang)上(shang)精(jing)確(que)移(yi)動樣品(pin)。為(wei)了保(bao)證探(tan)針(zhen)與樣品(pin)表(biao)面(mian)之(zhi)間的(de)微(wei)小(xiao)接觸(chu),樣品(pin)臺需要(yao)具有非常精(jing)確(que)的(de)定(ding)位(wei)能(neng)力(li)。
3.激(ji)光掃描系統:激(ji)光掃描系統通過照(zhao)射(she)激(ji)光束(shu)到(dao)探(tan)針(zhen)的(de)背面(mian),並(bing)通過反(fan)射(she)光的(de)變化來實(shi)時監(jian)測探(tan)針(zhen)的(de)高(gao)度(du)變化。通(tong)過激(ji)光反射(she)的(de)強(qiang)度變化,可以測(ce)量探(tan)針(zhen)的(de)位(wei)置變化,進(jin)而反映樣品(pin)表(biao)面(mian)的(de)特性(xing)。
4.控(kong)制(zhi)系統:控制(zhi)系統通常(chang)包(bao)括(kuo)計(ji)算機和(he)相應(ying)的(de)軟(ruan)件(jian),負責(ze)采集掃(sao)描(miao)數(shu)據並(bing)對(dui)數(shu)據進(jin)行處(chu)理和(he)分析(xi)。通(tong)過計(ji)算機系統,可以實(shi)現掃(sao)描參(can)數的(de)設置、圖像的(de)生(sheng)成和(he)數據的(de)分(fen)析(xi)。
簡易型原(yuan)子力(li)顯微鏡的(de)優勢:
1.高分(fen)辨率:簡(jian)易(yi)型AFM可以達(da)到(dao)納米(mi)級(ji)別(bie)的(de)分(fen)辨率,甚(shen)至(zhi)能夠(gou)分辨出(chu)原(yuan)子級的(de)表(biao)面(mian)特征。對(dui)於微觀(guan)材(cai)料的(de)研(yan)究具有優勢。
2.非破壞(huai)性(xing):與傳統的(de)電子顯微鏡相比,AFM的(de)掃(sao)描(miao)過程(cheng)不(bu)會對(dui)樣品(pin)造成(cheng)破壞(huai),尤其適用(yong)於易碎(sui)或(huo)敏(min)感(gan)的(de)樣品(pin)。
3.多功能(neng)性(xing):簡易型AFM不(bu)僅(jin)可以進(jin)行表(biao)面(mian)形貌(mao)的(de)掃(sao)描(miao),還(hai)可以進(jin)行力(li)學(xue)性(xing)質(zhi)的(de)分(fen)析(xi)(如(ru)硬度、彈性(xing)等),並(bing)且能(neng)夠用(yong)於液體(ti)環(huan)境(jing)中的(de)樣品(pin)觀(guan)察(cha)。