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【分享】AFM探针分类及各探针优缺点

扫描探针显微镜SPM/AFM

  •   AFM探针分类及各探针优缺点

      AFM探针基本都是由MEMS技术加工 Si 或者 Si3N4来制备. 探针针尖半径一般为10到几十 nm。微悬臂通常由一个一般100~500μm长和大约500nm~5μm厚的硅片或氮化硅片制成。典型的硅微悬臂大约100μm长、10μm宽、数微米厚。

      利用探针与样品之间各种不同的相互作用的力而开发了各种不同应用领域的显微镜,如AFM(范德法力),静电力显微镜EFM(静电力)磁力显微镜MFM(静磁力)侧向力显微镜LFM(探针侧向偏转力)等, 因此有对应不同种类显微镜的相应探针。

      原子力显微镜的探针主要有以下几种:

      (1)、 非接触/轻敲模式针尖以及接触模式探针:最常用的产品,分辨率高,使用寿命一般。使用过程中探针不断磨损,分辨率很容易下降。主要应用与表面形貌观察。

      (2)、 导电探针:通过对普通探针镀10-50纳米厚的Pt(以及别的提高镀层结合力的金属,如Cr,Ti,Pt和Ir等)得到。导电探针应用于EFM,KFM,SCM等。导电探针分辨率比tapping和contact模式的探针差,使用时导电镀层容易脱落,导电性难以长期保持。导电针尖的新产品有碳纳米管针尖,金刚石镀层针尖,全金刚石针尖,全金属丝针尖,这些新技术克服了普通导电针尖的短寿命和分辨率不高的缺点。

      (3)、磁性探针:应用于MFM,通过在普通tapping和contact模式的探针上镀Co、Fe等铁磁性层制备,分辨率比普通探针差,使用时导电镀层容易脱落。

      (4)、大长径比探针:大长径比针尖是专为测量深的沟槽以及近似铅垂的侧面而设计生产的。特点:不太常用的产品,分辨率很高,使用寿命一般。技术参数:针尖高度> 9μm;长径比5:1;针尖半径< 10 nm。

      (5)、类金刚石碳AFM探针/全金刚石探针:一种是在硅探针的针尖部分上加一层类金刚石碳膜,另外一种是全金刚石材料制备(价格很高)。这两种金刚石碳探针具有很大的耐久性,减少了针尖的磨损从而增加了使用寿命。

      还有生物探针(分子功能化),力调制探针,压痕仪探针
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  • unht

    第1楼2011/03/20

    AFM探针生产、销售资讯  
     AFM探针由于应用范围仅限于原子力显微镜,属于高科技仪器的耗材,应用领域不广,全世界的使用量也不多。生产上,世界范围有近十几家工厂开发生产各种AFM探针,市场基本饱和了。主要的生产厂家分布在德国,瑞士,保加利亚,美国,俄罗斯,日本,以色列、意大利和韩国等。不过由于目前的探针寿命短,分辨率不高也不稳定且一致性差,各国都在开发新型探针。新型探针包括cnt修饰探针,纳米材料修饰探针等。国内开展原子力显微镜探针的研究、生产和销售的单位有:研究型(哈尔滨工业大学,东南大学),生产销售型(北京五泽坤科技公司)。

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  • unht

    第2楼2011/03/20

    展望   


    新型探针的开发方向包括:超细超尖和超长寿命探针。提高目前电、磁性能探针的分辨率和使用寿命。探针的纳米化,特别是cnt修饰和功能纳米材料的修饰将会极大提高探针的各项性能也会进一步推动SPM更广泛深入的应用。

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  • kansha

    第4楼2011/03/20

    不知道楼主主要是做什么的?

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  • 去年冬天

    第5楼2011/03/20

    对这方面不太了解,学习一下,谢谢分享

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  • yuduoling

    第6楼2011/03/20

    真是长知识了啊。

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  • unht

    第7楼2011/03/22

    AFM 的分辨率是比场发射扫描电镜要高的

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