原子力显微镜（原子力显微镜工作原理）

1、原子力显微镜AFM概述

当原子间距离减小到一定程度以后，原子间的作用

力将迅速上升。因此，由显微

受力的大小就可以直接

换算出样品表面的高度，从而获得样品表面形貌的信息。

(1)接触式s利用探针和待测物表面之原子力交互作用(一定要接触)，此

(原子间的排斥力)很小，但由于接触面积很小，因此过大的作用力

仍会损坏样品，尤其对软性材质，不过较大的作用力可得较佳分辨率，所

以选择较适当的作用力便十分的重要。由于排斥力对距离非常敏感，所以较易得到原子分辨率。

(2)非接触式s为了解决接触式之AFM可能破坏样品的缺点，便有非接

触式之AFM被发展出来，这是利用原子间的长距离吸引力来运作，由于

探针和样品没有接触，因此样品没有被破坏的问题，不过此力对距离的

变化非常小，所以必须使用调变技术来增加讯号对噪声比。在空气中由于

样品表面水模的影响，其分辨率一般只有50nm，而在超高真空中可得原子分辨率。

(3)轻敲式s将非接触式AFM改良，将探针和样品表面距离拉近，增大振福，使探针再振荡至

时接触样品由于样品的表面高低起伏，使的振幅改变，再利用接触式的回馈控制方式，便能取得高度影像。分辨率界于接触式和非接触式之间，破坏样品之机率大为降低，且不受横向力的干扰。不过对很硬的样品而言，

仍可能受损。

原子力显微镜的出现无疑为纳米科技的发展起到了推动作用。以原子力显微镜为代表的扫描探针显微镜是利用一种小探针在样品表面上扫描，从而提供高放大倍率观察的一系列显微镜的总称。原子力显微镜扫描能提供各种类型样品的表面状态信息。与常规显微镜比较，原子力显微镜的优点是在大气条件下，以高倍率观察样品表面，可用于几乎所有样品（对表面

有一定要求），而不需要进行其他制样处理，就可以得到样品表面的三维形貌图象。并可对扫描所得的三维形貌图象进行

计算、厚度、步宽、

或颗粒度分析。具体如下：

1．高分辨力能力远远超过扫描电子显微镜（SEM），以及光学

。样品表面的三维数据满足了研究、生产、质量检验越来越微观化的要求。

2．非破坏性，探针与样品表面相互作用力为10－8N以下，远比以往触针式粗糙度仪压力小，因此不会损伤样品，也不存在扫描电子显微镜的电子束损伤问题。另外扫描电子显微镜要求对不导电的样品进行

处理，而原子力显微镜则不需要。

3．应用范围广，可用于表面观察、尺寸测定、表面粗糙测定、颗粒度解析、突起与

的统计处理、成膜条件评价、保护层的尺寸台阶测定、层间绝缘膜的

评价、VCD涂层评价、定向薄膜的摩擦处理过程的评价、缺陷分析等。

4．软件处理功能强，其三维图象显示其大小、视角、显示色、光泽可以自由设定。并可选用网络、

、线条显示。图象处理的宏管理，断面的形状与粗糙度解析，形貌解析等多种功能。

A

(Antiferromagnetism)：反

(Ferromagnetism)：铁磁性

原子力显微镜（原子力显微镜工作原理）

2、原子力显微镜其它相关

AFM=AirForceManual

AirForceManual《空军手册》([美]USAF出版物);

AFM=AntifrictionalMetel

AntifrictionalMetel减摩金属

AFM=AbrasiveFlowMachining

磨料流加工(AbrasiveFlowMachining简称AFM)技术是一种新的机械加工方法,它是以磨料介质(掺有磨粒的一种可流动的混合物)在压力下流过工件所需加工的表面,进行去毛刺、除飞边、磨圆角,以减少工件表面的波纹度和粗糙度,达到精密加工的光洁度。AFM法在需要繁复手工精加工或形状复杂的工件,以及其他方法难以加工的部位是好的可供选择的加工方法。AFM法也可应用于以滚筒、震动和其它大批量加工不够满意或加工时要受伤的工件。并且能有效得到去除放电加工或激光光束加工后再生的脱层和先前工序加工表面所残留的残余应力。

工件夹持在夹具中，把流动的介质导向工件所需磨掉的部位，而其它部分不受影响。夹具紧固在对置的介质圆柱筒间，让磨料介质来回流动。