臨沂原子力顯微鏡測試公司

原子力顯微鏡（AtomicForceMicroscope，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）差別在于并非利用電子隧穿效應，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等來呈現(xiàn)樣品的表面特性；積分增益和比例增益幾個參數(shù)的設置來對該反饋回路的特性進行控制；臨沂原子力顯微鏡測試公司

原子力顯微鏡的基本原理是：將一個對微弱力極敏感的微懸臂一端固定，另一端有一微小的針尖，針尖與樣品表面輕輕接觸，由于針尖原子與樣品表面原子間存在極微弱的排斥力，通過在掃描時控制這種力的恒定，帶有針尖的微懸臂將對應于針尖與樣品表面原子間作用力的等位面而在垂直于樣品的表面方向起伏運動。利用光學檢測法或隧道電流檢測法，可測得微懸臂對應于掃描各點的位置變化，從而可以獲得樣品表面形貌的信息。我們以激光檢測原子力顯微鏡（AtomicForceMicroscopeEmployingLaserBeamDeflectionforForceDetection,Laser-AFM）來詳細說明其工作原理。揚州原子力顯微鏡測試從而使樣品伸縮，調(diào)節(jié)探針和被測樣品間的距離，反過來控制探針-樣品相互作用的強度，實現(xiàn)反饋控制。

隨著科學技術的發(fā)展，生命科學開始向定量科學方向發(fā)展；大部分實驗的研究重點已經(jīng)變成生物大分子，特別是核酸和蛋白質的結構及其相關功能的關系。因為AFM的工作范圍很寬，可以在自然狀態(tài)（空氣或者液體）下對生物醫(yī)學樣品直接進行成像，分辨率也很高。因此，AFM已成為研究生物醫(yī)學樣品和生物大分子的重要工具之一。AFM應用主要包括三個方面：生物細胞的表面形態(tài)觀測；生物大分子的結構及其他性質的觀測研究；生物分子之間力譜曲線的觀測；

原子力顯微鏡（AtomicForceMicroscope，AFM），一種可用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結構的分析儀器。它通過檢測待測樣品表面和一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質的表面結構及性質。將一對微弱力極端敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發(fā)生形變或運動狀態(tài)發(fā)生變化。掃描樣品時，利用傳感器檢測這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級分辨率獲得表面形貌結構信息及表面粗糙度信息；使樣品進行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計算機控制的圖像采集、顯示及處理系統(tǒng)組成。

接觸模式（Contact Mode）：優(yōu)點：掃描速度快，是能夠獲得“原子分辨率”圖像的AFM垂直方向上有明顯變化的質硬樣品，有時更適于用Contact Mode掃描成像。缺點：橫向力影響圖像質量。在空氣中，因為樣品表面吸附液層的毛細作用，使針尖與樣品之間的粘著力很大。橫向力與粘著力的合力導致圖像空間分辨率降低，而且針尖刮擦樣品會損壞軟質樣品（如生物樣品，聚合體等）。非接觸模式：優(yōu)點：沒有力作用于樣品表面。缺點：由于針尖與樣品分離，橫向分辨率低；為了避免接觸吸附層而導致針尖膠粘，其掃描速度低于Tapping Mode和Contact Mode AFM。通常用于非常怕水的樣品，吸附液層必須薄，如果太厚，針尖會陷入液層，引起反饋不穩(wěn)，刮擦樣品。由于上述缺點，non-contact Mode的使用受到限制。輕敲模式：優(yōu)點：很好的消除了橫向力的影響。降低了由吸附液層引起的力，圖像分辨率高，適于觀測軟、易碎、或膠粘性樣品，不會損傷其表面。缺點：比Contact Mode AFM 的掃描速度慢。而這些規(guī)格的選擇是依照樣品的特性，以及操作模式的不同，而選擇不同類型的探針。臨沂原子力顯微鏡測試公司

在樣品掃描時，由于樣品表面的原子與微懸臂探針的原子間的相互作用力；臨沂原子力顯微鏡測試公司

二極管激光器（Laser Diode）發(fā)出的激光束經(jīng)過光學系統(tǒng)聚焦在微懸臂（Cantilever）背面，并從微懸臂背面反射到由光電二極管構成的光斑位置檢測器（Detector）。在樣品掃描時，由于樣品表面的原子與微懸臂探針的原子間的相互作用力，微懸臂將隨樣品表面形貌而彎曲起伏，反射光束也將隨之偏移，因而，通過光電二極管檢測光斑位置的變化，就能獲得被測樣品表面形貌的信息。

在系統(tǒng)檢測成像全過程中，探針和被測樣品間的距離始終保持在納米（10e-9米）量級，距離太大不能獲得樣品表面的信息，距離太小會損傷探針和被測樣品，反饋回路(Feedback）的作用就是在工作過程中，由探針得到探針-樣品相互作用的強度，來改變加在樣品掃描器垂直方向的電壓，從而使樣品伸縮，調(diào)節(jié)探針和被測樣品間的距離，反過來控制探針-樣品相互作用的強度，實現(xiàn)反饋控制。因此，反饋控制是本系統(tǒng)的主要工作機制。本系統(tǒng)采用數(shù)字反饋控制回路，用戶在控制軟件的參數(shù)工具欄通過以參考電流、積分增益和比例增益幾個參數(shù)的設置來對該反饋回路的特性進行控制。 臨沂原子力顯微鏡測試公司