CSPM5500系列扫描探针显微镜
工作模式

精益求精、信心之选(进入)

 

扫描隧道显微镜(STM)

    控制金属探针在导电样品表面进行扫描,检测扫描过程中探针-样品间隧道电流的变化来获取样品的表面形貌和其他性质。

    由于要在探针和样品间产生并传输隧道电流,故只能检测导电样品。

 


原子力显微镜(AFM)


       
控制微悬臂探针在样品表面进行扫描,检测扫描过程中探针-样品间原子的相互作用力,获取样品表面形貌和其他性质。

    AFM对样品没有导电性要求,其应用范围十分广泛。

    按照其成像模式和检测信号的不同,原子力显微镜有以下几种工作模式:

接触模式

    微悬臂探针紧压样品表面,检测时与样品保持接触,作用力(斥力)通过微悬臂的变形进行测量。 

    该模式下,针尖与样品表面相接触,分辨率高,但成像时针尖对样品的作用力较大,适合表面结构稳定的样品。

 

轻敲模式

    用处于共振状态、上下振荡的微悬臂探针对样品表面进行扫描,样品表面起伏使微悬臂探针的振幅产生相应变化,从而得到样品的表面形貌。

    该模式下,扫描成像时针尖对样品进行“敲击”,两者间只有瞬间接触,能有效克服接触模式下因针尖的作用力,尤其是横向力引起的样品损伤,适合于柔软或吸附样品的检测。
 

相移模式(相位移模式)
 

    作为轻敲模式的一项重要扩展技术,相移模式(相位移模式)通过检测驱动微悬臂探针振动的信号源的相位角与微悬臂探针实际振动的相位角之差(即两者的相移)的变化来成像。

    引起该相移的因素很多,如样品的组分、硬度、粘弹性质等。因此利用相移模式(相位移模式),可以在纳米尺度上获得样品表面局域性质的丰富信息。迄今相移模式(相位移模式)已成为原子力显微镜的一种重要检测技术。

 

 

抬起模式(半接触模式)
 

    抬起模式在每一条扫描线上分两个阶段成像。第一个阶段检测样品形貌,与普通的原子力形貌成像一样;然后,进行第二次扫描,在扫描过程中,探针悬臂始终被抬起到距离样品一定距离的高度,该扫描过程可以对一些较微弱但作用距离较长的作用力进行检测,如磁力或静电力。

 


导电原子力显微镜(C-AFM)
         

    接触模式下,采用导电探针,在样品和探针间加一偏压,检测两者间的电流。

    采用导电原子力显微镜,通过扫描,可同时获得样品的表面形貌像和电流像,从而得到样品表面形貌和局域电流分布及两者之间的对应关系。通过对偏压进行调制,可得到样品表面局域I-V曲线等信息。

    导电原子力显微镜是在纳米尺度上分析样品电学特性的重要检测技术。

 

 


横向力显微镜(LFM)
    

        工作原理与接触模式的原子力显微镜相似。

    针尖压在样品表面扫描时,与扫描方向相反的横向力使微悬臂探针左右扭曲。通过检测这种扭曲,可获得样品纳米在尺度局域上与探针的横向作用力分布图。

    影响横向力的因素很多,主要包括摩擦力、台阶扭动、粘性等,故利用横向力显微镜可得到许多样品表面的有用信息,主要用于样品纳米级摩擦系数的间接测量、表面裂缝及粘滞性分析等。

 


纳米加工(Nanolithography)

    扫描探针纳米加工技术是纳米科技的核心技术之一,其基本原理是利用SPM的探针-样品纳米可控定位和运动及其相互作用对样品进行加工操纵,常用的纳米加工技术包括:机械刻蚀、电致/场致刻蚀、浸润笔(Dip-Pen Nano-lithography,DPN)等。

    纳米加工模式包括:
 

图形化刻蚀模式

    通过加载图案或图形文件,设定相应的加工参数,系统自动控制探针按对应的图案进行纳米刻蚀。

压痕/机械刻画

    操纵微探针以可控的作用力对样品表面进行局域施压,使样品发生弹性/塑性形变。也可在施压的同时,控制探针以一定的路径和速度在样品表面运动,对样品进行机械刻画。

矢量扫描模式

    系统提供一个向量脚本编译器,允许用户任意指定扫描方向、距离、速度及加工参数(如作用力、电流、电压等),直接操纵探针运动,同时灵活测定各种信号和数据。

DPN浸润笔

    利用已作过分子修饰的探针,通过控制探针与样品间的相互作用条件,来实现探针针尖到样品表面的分子传输。

 

 

© 2009-2016 广州市本原纳米仪器公司 全国统一免费热线:800-830-3560  |   E-Mail:s@spm.com.cn E-Mail this Page
未开通800地区或使用移动电话请拨收费电话:北京(服务中心):(8610)51662332,13911130301  |  广州(总部):(8620)87688889,13925003011
QQ:786068782  |  MSN: benyuannano@hotmail.com (此邮箱不接受任何电子邮件)
粤ICP备17015237