原子力显微镜探针的探针优缺点

文辉。 2024-05-31 05:53:57

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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**针尖以及接触**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**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**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。（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 20210311

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