关于原子力显微镜在材料学研究中的应用——苏州飞时曼精密仪器

AFM原子力显微镜是利用探针与被测样品表面之间力的相互作用这一物理现象，得出样品表面的观察图象（3D图象）。因此不像STM扫描隧道显微镜一样，必须要求样品表面能够导电，才可对样本进行探测。

对于不具有导电性的样品，例如：组织、生物材料和有机材料等绝缘体，AFM原子力显微镜同样可得到高分辨率的表面形貌图像。因此，原子力显微镜更具适应性和广阔的应用空间。AFM原子力显微镜可以在真空、超高真空、气体、溶液、电化学环境、常温和低温等环境下使用，其基底也可以是云母、硅、高取向热解石墨、玻璃等。AFM原子力显微镜已被广泛地应用于表面分析的各个领域，通过对表面形貌的探测分析，是使用者获得更深层次的信息。

通过检测探针与样品间的作用力可表征样品表面的三维形貌，这是AFM原子力显微镜的最基本功能。

由于原子力显微镜能够准确的将样品表面的高低起伏状态以数值的形式展现，其对表面整体图像进行分析可得到样品表面的粗糙度、颗粒度、平均梯度、孔结构和孔径分布等参数，也可对样品的形貌进行丰富的三维模拟显示，使图像更适合于人的直观视觉。

下图就是FM-Nanoview 6600 AFM 轻敲模式下2×2μm TiO2单晶原子力图像，同时还可以逼真的看到其表面的三维形貌。

TiO2单晶力图原子像

在半导体加工过程中通常需要测量高纵比结构，像沟槽和孔洞，用来确定刻蚀的深度和宽度。如果使用SEM的话，需要将样品沿截面切开才能测量。而AFM原子力显微镜可以进行无损测量。下图为光栅的AFM图像，扫描范围为10×10μm。

光栅的AFM图

苏州飞时曼精密仪器有限公司成立于2013年，坐落在美丽的苏州高新区科技城，是一家起点高、前瞻性强的研发和制造型高科技企业。公司的核心研究方向为光、机、电、算一体化的微纳米检测设备、先进的医疗仪器。主要产品有：原子力显微镜系列（多模式原子力显微镜 FM-Nanoview1000AFM、一体式原子力显微镜 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力显微镜一体机 FM-NanoviewRa-AFM、光学原子力显微镜一体机 FM-NanoviewOp-AFM、教学型原子力显微镜 FM-Nanoview T-AFM、教学型扫描隧道显微镜 FM-NanoviewT-STM、工业型原子力显微镜 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光谱仪RM5000、拉曼光谱仪RM8000、拉曼光谱仪RM9000）。2015年，公司获得江苏省高新技术企业认证，拥有自主知识产权30多项，研发的多款产品被评为高新技术产品，并通过CE、ISO9001、SGS认证。