什么是 AFM（原子力显微镜）？

 AFM（原子力显微镜）是SPM（扫描探针显微镜）的一种，是可以观察纳米尺寸样品形状的显微镜的总称。通过将称为探针的纳米级锋利针靠近样品，可以基于表面相互作用以纳米级分辨率测量表面形状。

最常见的应用是获得纳米级高度图像。您可以获得光学或激光显微镜无法看到的形状和准确的高度信息。此外，与电子显微镜不同，它不依赖于测量环境或样品的电导率。除了成像之外，还可以以皮牛顿到纳牛顿分辨率获得探头和样品之间的机械响应（力学-距离曲线）。

AFM（原子力显微镜）的应用

AFM主要用于工业领域的检测目的，因为它可以揭示从纳米级（1nm=10-9m）到埃（0.1nm）级的表面不规则性。

例如，用于测量半导体基板表面处理的均匀性和粗糙度，以及检查金、铜等金属制成的电极镀层的腐蚀和劣化情况。 此外，出于研究目的，它还用于以微创方式观察蛋白质等生物分子的反应和结构变化。

1. 联系方式

一种在施加反馈的同时操纵样品表面的模式，以使悬臂和样品之间作用的排斥力恒定。这是AFM 最标准的测量模式。

2.非接触模式/动态模式

名称因制造商而异，但它使悬臂在共振频率附近振动。在这种状态下，当悬臂尖端接近样品时，振幅会发生变化。该模式利用这一现象进行运算，使得振幅恒定，获得样品高度方向的位移。

AFM（原子力显微镜）原理AFM 通过利用作用在悬臂梁和样品表面上的原子力检测悬臂梁的位移来进行测量。 最常见的位移检测方法是使用光电二极管检测悬臂梁位移。

用光照射悬臂背面的平面并监测反射光。当悬臂被原子力吸引到样品表面时，检测到反射光的角度并检测悬臂的角度。再次修正需要反馈。此时的控制图案被可视化为表面凹凸形状。这种检测方法称为光学杠杆法。

另一种方法是使用压电元件使悬臂上下振动并监测此时的振幅、相位和频率。通过扫描悬臂进行测量，同时应用反馈以保持这些值恒定。

另一种方法是通过测量悬臂的弯曲来直接测量所施加的力。它特别用于观察细胞等生物样品，但在这种情况下，它用于测量膜蛋白的定位和细胞的机械特性，而不是表面形貌的测量。