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掃描探針顯微鏡 (SPM)/原子力顯微鏡(AFM)

 

AFM(Atomic Force Microscopy，原子力顯微鏡) 是通過探測針尖與樣品之間的相互作用力（原子力及范德華力）來獲得物質表面形貌的信息，分辨率可達原子級水平。當探針對樣品掃描時，針尖與水平放置的樣品表面的距離可用壓電陶瓷控制，若保持針尖原子與樣品表面之間的作用力的大小不變，針尖在垂直于樣品表面方向起伏運動會引起懸臂的偏轉，利用懸臂反射激光光點位移的方法，可使照射在懸臂末端激光束的反射光路發(fā)生變化，經反射進入光電檢測系統(tǒng)(PSPD)，PSPD將反射的激光束轉化成電信號，經過計算機處理，得到樣品表面的二維與三維形貌像及各種物理數據。

 

SPM/AFM 技術性能

信號檢測
形態(tài)結構

深度分辨率
0.1 Å

成像/繪圖
是

橫向分辨率/探頭尺寸
15 - 50 Å

 

SPM & AFM分析的理想用途

• 三維表面結構圖像，包含表面粗糙度、微粒尺寸、步進高度、傾斜度
• 其他樣品特點的成像，包括磁場、電容、摩擦、狀態(tài)

 

SPM & AFM分析的相關產業(yè)

• 航空航天
• 汽車
• 生物醫(yī)學
• 化合物半導體
• 數據存儲
• 國防
• 顯示器
• 電子
• 工業(yè)產品
• 照明
• 制藥
• 光電子
• 聚合物
• 半導體
• 太陽能光伏發(fā)電
• 電信

 

AFM分析的優(yōu)勢

• 量化表面粗糙程度
• 整個晶圓分析(150, 200, 300 mm)
• 高空間分辨率
• 導體和絕緣體樣品的成像

 

AFM分析的局限性

• 掃描范圍限制：橫向100微米，縱向5微米
• 不能應用于太粗糙或形狀不規(guī)則的樣品
• 不同的針頭可能引起的誤差