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原子力显微镜AFM的工作原理和优缺点介绍

时间:2023-02-13 点击次数:193
原子力显微镜AFM是一种具有原子级别高分辨率的新型表面分析仪器,它不但能像扫描隧道显微镜(STM)那样观察导体和半导体材料的表面现象,而且能用来观察诸如玻璃、陶瓷等非导体表面的微观结构,还可以在气体、水和油中无损伤地直接观察物体,大大地拓展了显微技术在生命科学、物理、化学、材料科学和表面科学等领域中的应用,具有广阔的应用前景。
 
工作原理:
 
AFM通常利用一个很尖的探针对样品扫描,探针固定在对探针与样品表面作用力极敏感的微悬臂上。悬臂受力偏折会引起由激光源发出的激光束经悬臂反射后发生位移。检测器接受反射光,后接受信号经过计算机系统采集、处理、形成样品表面形貌图像。
 
优缺点介绍:
 
相对于扫描电子显微镜,原子力显微镜具有许多优点。不同于电子显微镜只能提供二维图像,AFM提供真正的三维表面图。同时,AFM不需要对样品的任何特殊处理,如镀铜或碳,这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。第三,电子显微镜需要运行在高真空条件下,原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。这样可以用来研究生物宏观分子,甚至活的生物组织。和扫描电子显微镜相比,AFM的缺点在于成像范围太小,速度慢,受探头的影响太大。

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