BBIN·宝盈集团

    原子力显微镜成像信号的来源是AFM探针和样品表面之间的力。AFM利用对弱力敏感且一端有微小针尖的微悬臂梁，通过检测针尖与样品之间的力来实现表面成像。但是在介绍探针和样品之间的作用力之前，先介绍接触的概念。

  当AFM探针监测的两个物体逐渐接近它们之间的相互作用力为零的临界点时，这两个物体被认为是接触的。当两个物体相互作用的合力是斥力时，这两个物体被认为是相互接触的。当两个物体相互作用的合力是吸引力时，这两个物体被认为是彼此不接触的。

  当AFM探针和样品之间的力随距离变化时，力有两个分量，一个是正分量，另一个是负分量，正值代表排斥，负值代表吸引。当两个原子之间的距离为无穷大时，即横坐标右端无限延伸时，两个原子之间的合力接近于零，表明两个原子之间几乎没有相互作用。

  随着AFM探针和样品之间的距离逐渐减小，在负相时，两个原子之间的吸引力进一步减小，然后在某个值时，两个原子之间的吸引力达到极值，然后距离进一步减小，吸引力开始减小。当曲线穿过横坐标时，此时作用力为零。随着探针的进一步靠近，两个原子之间的作用力开始变成正的，也就是排斥力，然后距离和排斥力的关系基本上变成线性。曲线与横坐标相交的点代表两个原子之间的接触。

  为了检测AFM探针和样品的范德华力，原子力显微镜的主要结构可以分为五个部分：探针、偏置检测器、扫描仪、反馈电路和计算机控制系统。与样品接触的是探针。成像的关键在于探测探针与样品之间的范德华力，因此选择合适的探针是一个关键问题。

一般来说，AFM探针的材料是硅或氮化硅，因为连续使用会使探头尖端变钝或被污染，导致分辨率急剧下降。所以综合来看，硅或者氮化硅是更好的选择。当然，根据导电方式等要求，尖端会采用镀金、镀铂或全金属尖端。在磁性模式下，需要镀钴的探针。横向力模式需要矩形悬臂。对于蚀刻，将使用硬探针，例如金刚石探针。由这种特殊材料制成的特殊用途探针。

以上就是关于AFM探针的一些知识点，希望大家可以认真学习了解相关信息。