AFM测试探针简介-科学指南针

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图1 探针结构

探针的重要组成部分为：针尖、悬臂、基底（图1），AFM检测的是非常微小的范德华力，探针决定AFM灵敏度的核心，所以对探针材料有非常高的要求，探针材料一般是单晶硅或氮化硅（Si3N4），部分可能有其他涂层（金或铝等），背面涂层有助于提高悬臂反射，改善对反射激光束的检测效率，其次，涂层能赋予探针铁磁性或者电学性质，用于磁学或电学领域的检测。

图2针尖的SEM图像

除了材料选择，微悬臂的长度，宽度，弹性系数（k）以及针尖（图2）的曲率半径，形状等也非常重要。一般来说，悬臂的弹性系数k越大，共振频率（f0）越高。k越大一般意味着在扫描过程中，探针和样品的作用力越大，反之力一般会较小。太硬的探针，可能造成样品损伤，太软的针尖可能会导致力学模量数据不准确。越尖的探针，分辨率越高，如果探针不够细可能无法探到样品的深槽或者无法区分更细节的表面结构。但是过尖的针尖可能破坏样品表面，并且易磨损，这时推荐用钝一点的针尖，另外针尖的形状也会对结果的有一定影响。因此，在实际应用中，探针的好坏直接影响最终的成像结果，需要根据实际情况选择不同类型和规格的探针。

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