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關于原子力顯微鏡在材料學研究中的應用——蘇州飛時曼精密儀器

點擊次數:1158  發布時間:2019-07-22

AFM原子力顯微鏡是利用探針與被測樣品表面之間力的相互作用這一物理現象,得出樣品表面的觀察圖象(3D圖象)。因此不像STM掃描隧道顯微鏡一樣,必須要求樣品表面能夠導電,才可對樣本進行探測。

對于不具有導電性的樣品,例如:組織、生物材料和有機材料等絕緣體,AFM原子力顯微鏡同樣可得到高分辨率的表面形貌圖像。因此,原子力顯微鏡更具適應性和廣闊的應用空間。AFM原子力顯微鏡可以在真空、超高真空、氣體、溶液、電化學環境、常溫和低溫等環境下使用,其基底也可以是云母、硅、高取向熱解石墨、玻璃等。AFM原子力顯微鏡已被廣泛地應用于表面分析的各個領域,通過對表面形貌的探測分析,是使用者獲得更深層次的信息。

通過檢測探針與樣品間的作用力可表征樣品表面的三維形貌,這是AFM原子力顯微鏡的基本功能。

由于原子力顯微鏡能夠準確的將樣品表面的高低起伏狀態以數值的形式展現,其對表面整體圖像進行分析可得到樣品表面的粗糙度、顆粒度、平均梯度、孔結構和孔徑分布等參數,也可對樣品的形貌進行豐富的三維模擬顯示,使圖像更適合于人的直觀視覺。

下圖就是FM-Nanoview 6600 AFM 輕敲模式下2×2μm TiO2單晶原子力圖像,同時還可以逼真的看到其表面的三維形貌。

TiO2單晶力圖原子像

TiO2單晶力圖原子像

 

在半導體加工過程中通常需要測量高縱比結構,像溝槽和孔洞,用來確定刻蝕的深度和寬度。如果使用SEM的話,需要將樣品沿截面切開才能測量。而AFM原子力顯微鏡可以進行無損測量。下圖為光柵的AFM圖像,掃描范圍為10×10μm。

光柵的AFM圖

光柵的AFM圖

蘇州飛時曼精密儀器有限公司成立于2013年,坐落在美麗的蘇州區科技城,是一家起點高、前瞻性強的研發和制造型高科技企業。公司的核心研究方向為光、機、電、算一體化的微納米檢測設備、先進的醫療儀器。主要產品有:原子力顯微鏡系列(多模式原子力顯微鏡 FM-Nanoview1000AFM、一體式原子力顯微鏡 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewRa-AFM、光學原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewOp-AFM、教學型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學型掃描隧道顯微鏡 FM-NanoviewT-STM、工業型原子力顯微鏡 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光譜儀RM5000、拉曼光譜儀RM8000、拉曼光譜儀RM9000)。2015年,公司獲得江蘇省企業認證,擁有自主知識產權30多項,研發的多款產品被評為產品,并通過CE、ISO9001、SGS認證。

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