原子力顯微鏡(AFM)，一種可用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。它通過檢測待測樣品表面和一個(gè)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(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。

原子力顯微鏡的樣品制備

　　粉末樣品的制備：原子力顯微鏡粉末樣品的制備常用的是膠紙法，先把兩面膠紙粘貼在樣品座上，然后把粉末撒到膠紙上，吹去為粘貼在膠紙上的多余粉末即可。

　　塊狀樣品的制備：玻璃、陶瓷及晶體等固體樣品需要拋光，注意固體樣品表面的粗糙度。

　　液體樣品的制備：原子力顯微鏡液體樣品的濃度不能太高，否則粒子團(tuán)聚會(huì)損傷針尖。(納米顆粒：納米粉末分散到溶劑中，越稀越好，然后涂于云母片或硅片上，手動(dòng)滴涂或用旋涂機(jī)旋涂均可，并自然晾干)。

原子力顯微鏡使用說明

　　一、設(shè)備開機(jī)

　　1、打開原子力顯微鏡主機(jī)電源。

　　2、開啟電腦、運(yùn)行軟件。

　　3、在軟件界面點(diǎn)擊SPM init進(jìn)行設(shè)備初始化，如顯示SPM OK可繼續(xù)操作，如不顯示SPM OK重啟軟件。

　　4、點(diǎn)open door開操作門，點(diǎn)燈泡按鈕照亮。

　　二、樣品準(zhǔn)備

　　1、將表面潔凈樣品使用專用雙面膠粘貼至設(shè)備配備的圓形載物片上(Z好兩個(gè)臺(tái)子一起使用，以便旋轉(zhuǎn)樣品)。

　　2、通過檢測組件上的按鈕或者軟件點(diǎn)open door開啟樣品室艙門，點(diǎn)燈泡按鈕照亮，點(diǎn)擊軟件界面上的AFM-STM退針鈕使顯微鏡探頭縮回。

　　3、使用專用鑷子將樣品連同載物片放入磁性樣品臺(tái)上，小心調(diào)整樣品區(qū)域之中間。小心不要碰觸探頭、激光源等。

　　4、點(diǎn)擊原子力顯微鏡軟件界面的AFM-STM使探頭移回。關(guān)閉艙門。

　　三、操作程序

　　1、運(yùn)行軟件的camera功能。

　　2、運(yùn)行軟件的aiming功能。

　　3、運(yùn)行AFM鈕，使針頭伸出。

　　4、運(yùn)行軟件的Resonance功能，選擇semicontact模式，在probes里選擇對(duì)應(yīng)針尖，點(diǎn)擊Auto，調(diào)節(jié)探針懸臂的共振頻率。

　　5、運(yùn)行l(wèi)anding，觀察way值變化。

　　6、運(yùn)行軟件的Approach功能，自動(dòng)完成下針。使探針下降至檢測距離。

　　7、點(diǎn)擊Scanning按鈕，開始樣品掃描，掃描圖樣將自動(dòng)保存至指定文件夾。

　　注意：①除去掃描過程，其他改變?nèi)魏纬绦蚧蛞苿?dòng)樣品的操作都應(yīng)先關(guān)閉反饋鍵使ON變?yōu)镺FF。②取放樣品時(shí)均應(yīng)首先軟件操作使探頭縮回。③原子力顯微鏡掃描結(jié)果的優(yōu)劣決定于當(dāng)前探針狀態(tài)(是否斷針和污染)和所選用的反饋靈敏度Gain。在確保不損傷儀器以及珍貴探針的情況下進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)。④原子力顯微鏡掃描過程中需要大幅移動(dòng)樣品，應(yīng)當(dāng)在Approach功能區(qū)將樣品臺(tái)下降至足夠的高度，防止損傷探針。

　　四、換樣品及關(guān)機(jī)程序

　　1、關(guān)閉反饋鍵off。

　　2、運(yùn)行Approach藍(lán)色move使樣品下降，一般點(diǎn)擊3-4次。

　　3、軟件控制縮回探頭，樣品取出(如果是換下一個(gè)樣品，則重復(fù)二、三中的步驟，如果測試完畢，則繼續(xù)以下步驟)、關(guān)閉艙門。

　　4、關(guān)閉軟件及電腦。

　　5、關(guān)閉原子力顯微鏡主機(jī)電源。

原子力顯微鏡偽像分析

　　原子力顯微鏡的一個(gè)重要應(yīng)用就是對(duì)樣品表面的微納米級(jí)尺寸特征進(jìn)行成像，但在掃描成像的過程中，由于針尖的影響作用，使得掃描所獲圖像是原子力探針和樣品共同作用的結(jié)果，而不是樣品形貌的真實(shí)描述。

原子力顯微鏡測試技巧

　　樣品的預(yù)處理：在原子力顯微鏡下看樣品表面是否干凈，平整，如果有污染或不平整，務(wù)必重新制樣。雖然針尖能測試的有效高度為6微米，水平范圍100微米。但事實(shí)上，水平和高度方面任接近何一個(gè)極限，所測得的圖象效果將很差，且針尖很容易破壞和磨損。

　　下針：在選好模式下針前，務(wù)必找到樣品表面，調(diào)好焦距。掃描范圍先設(shè)置為0，當(dāng)針尖接觸到樣品表面后，再擴(kuò)大掃描范圍，保護(hù)下針時(shí)破壞針尖。

　　掃圖：為了得到好的圖象，須調(diào)好trace和retrace，一般來說調(diào)電壓效果會(huì)好一些。探針在多次使用后或樣品表面比較粗糙，掃描范圍太小時(shí)，trace和retrace重合會(huì)比較困難，可以增大掃描范圍或?qū)悠泛娓珊笤贉y。測試時(shí)應(yīng)保持安靜，空調(diào)等低頻噪音也會(huì)影響測試;如果環(huán)境太吵，可以降低圖象分辨率，減小外界的影響，或降低掃描頻率。