原子力显微镜操作详细流程

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原子力显微镜操作指南说明书

原子力显微镜操作指南说明书一、引言原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）是一种常用的纳米级表面形貌分析仪器，可以帮助研究人员观察和测量材料表面的原子尺度形貌和力学性质。

本操作指南旨在为用户提供一份详细的操作说明，以确保正确高效地使用原子力显微镜。

二、仪器准备1. 确保原子力显微镜在使用前已经安装并固定好，且所需元器件已经连接好。

2. 将显微镜放置在平稳的工作台上，并使用水平仪进行调平。

3. 确保显微镜及其附件的电源已连接，并确保电源的稳定供应。

三、样品制备1. 选择适当的样品进行测试，并确保样品表面光洁、干净。

2. 若样品表面有杂质或污染物，可使用丙酮或乙醇等有机溶剂进行清洗，并在清洗后使用氮气吹干样品。

3. 使用相应工具将样品固定在样品台上，并确保样品尽量水平。

四、仪器校准1. 打开计算机，启动原子力显微镜控制软件。

2. 点击校准选项，进行谐振频率的校准，校准完成后点击保存。

3. 在校准选项中，进行扫描范围的设定和校正，确保扫描范围符合实际需求。

4. 根据实际需求选择扫描速率，并进行相应的校准。

五、观察模式选择1. 根据实验目的和样品类型，选择适当的观察模式，如接触式、非接触式或是磁力场模式等。

2. 在控制软件中进行相应模式的选择和设定，并进行相关参数的校准。

六、样品加载1. 将样品台上的样品放置在显微镜的扫描区域内，并确保样品与扫描探针之间有适当的距离。

2. 使用显微镜控制软件调整样品位置，使样品处于扫描范围的中心位置。

七、扫描设置1. 在控制软件中进行扫描参数的设定，如扫描速度、扫描区域和像素等。

2. 根据实际需要进行微调，以获得更清晰、准确的扫描图像。

八、开始扫描1. 点击显微镜控制软件中的开始扫描按钮，观察并记录扫描过程中的图像。

2. 如果需要连续扫描多个区域，可设定好相应参数后连续进行扫描。

九、数据处理1. 扫描完成后，将数据从控制软件中导出，并进行必要的数据处理和分析。

仪器操作流程原子力显微镜的样品处理方法

仪器操作流程原子力显微镜的样品处理方法【仪器操作流程】原子力显微镜的样品处理方法原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，简称AFM）是一种高分辨率的表面显微镜，常被用于研究纳米尺度下的材料表面形貌及力学性质。

为了获得准确、可靠的数据，正确的样品处理方法至关重要。

本文将介绍一种常用的原子力显微镜样品处理方法，帮助您进行高效、准确的仪器操作。

一、仪器准备在进行样品处理之前，需要进行仪器的准备工作。

首先，确保原子力显微镜设备的电源和通电线路连接正常；然后对仪器进行检查，包括扫描头的准备、样品架的检查，确保其完好无损。

最后，打开仪器软件，进行系统的初始化设置。

二、样品选择选择适当的样品是保证实验成功的重要一环。

在样品选择上，我们需考虑以下几个方面：1. 样品尺寸：样品的尺寸通常应小于扫描范围的1/10，以保证扫描的完整性和准确性；2. 样品性质：根据研究的目的，选择与样品性质相匹配的材料。

例如，若需要研究纳米颗粒的形貌，可选择具有良好导电性的金属材料等；3. 样品制备：样品应制备平整，不含杂质和污染，以便于扫描头的接触和获取准确的表面形貌信息。

三、样品固定为了进行样品的稳定扫描，样品固定是必不可少的一步。

常用的样品固定方法有机械固定和化学固定两种。

1. 机械固定：适用于硬材料，如金属。

将样品用夹子固定在样品架上，并确保样品与扫描头保持良好接触，以获得准确的触感信号。

2. 化学固定：适用于软材料，如生物样品。

通过表面修饰或者化学交联方法，将样品固定在基底上，提高样品的稳定性和可观测性。

四、样品清洁样品在固定之前，经常需要进行清洗处理，以去除杂质和污染物，确保样品表面干净、平整。

常用的样品清洗方法包括：1. 气体吹扫：使用高纯度的氮气或氩气将样品表面的灰尘和杂质吹除，同时避免机械划伤样品表面；2. 有机溶剂清洗：在一定条件下，将样品浸泡在有机溶剂中，如乙醇、甲醇等，去除附着在样品表面的有机杂质；3. 离子清洗：通过暴露在离子束下，利用离子的溅射效应清洁样品表面，去除表面氧化物。

原子力显微镜操作规程

原子力显微镜使用说明该原子力显微镜型号为 AJ-Ⅲa，扫描范围：10μm×10μ，工作模式：轻敲模式和接触模式。

使用说明：（1）系统预热。

打开控制箱和计算机，预热30分钟，使系统稳定。

（2）制样。

将干燥的样品用双面胶固定于不锈钢圆片上，样品尺寸:直径小于1cm，厚度小于5mm 。

（3）取下防尘罩，轻轻拿下显微镜探头，将贴有样品的不锈钢圆片固定于样品台上，然后把显微镜探头放回原处；放置样品之前，探针和样品之间要保持一定距离，以免损坏探针。

（4）模式选择。

打开iNanoSPM在线软件，选择工作模式和放大倍率（一般选择5倍）。

（5）光斑调整。

调节激光调节旋钮使激光光斑汇聚在探针悬臂上，调节光敏检测器旋钮使激光光斑汇聚在光敏检测器的中心位置，若采用轻敲模式，力的大小一般设置为共振峰高度的1/2至2/3处。

（6）针尖趋进。

首先双手调节底座手动粗调旋钮（旋钮向左头部向下，反之向上）观察激光在针尖和样品表面上的光斑，当调节到两束光点重合在一起时，应停止手动趋进，然后在马达控制面板上点击“自动趋进”。

（注意：调节时不要使前后端太倾斜，应使马达控制的一端稍高，否则应退针，并调节底座手动粗调旋钮，再重复以上步骤）。

（7）样品扫描。

设置扫描范围X,Y和Z轴范围，若样品不清晰，调节各参数，使图像达到最佳效果。

（8）图像保存。

将扫描图像文件保存到指定位置，并用图像分析软件分析各参数，如三维图像，表面粗糙度各参数等。

（9）关机。

扫描结束后，点击马达控制窗口中的“自动驱离”按钮，当驱离的步数达到3000步时，即可停止。

退出实时软件，关闭控制箱电源和计算机，盖上防尘罩。

原子力显微镜操作详细流程

原子力显微镜操作简要说明一、设备开机1、打开原子力显微镜主机电源（在光学平台下方）。

2、开启电脑、运行软件（软件10，如有问题可换9重新运行）。

3、在软件界面点击 SPM init 进行设备初始化，如显示SPM OK可继续操作，如不显示SPM OK重启软件。

4、点open door开操作门，点灯泡按钮照亮。

二、样品准备1、将表面洁净样品使用专用双面胶粘贴至设备配备的圆形载物片上（最好两个台子一起使用，以便旋转样品）。

2、通过检测组件上的按钮或者软件点open door开启样品室舱门，点灯泡按钮照亮，点击软件界面上的AFM-STM退针钮使显微镜探头缩回。

3、使用专用镊子将样品连同载物片放入磁性样品台上，小心调整样品区域之中间。

小心不要碰触探头、激光源等。

4、点击软件界面的AFM-STM使探头移回。

关闭舱门。

三、操作程序1、运行软件的camera功能，点击绿色的play键。

运行approach，点击蓝色step move，将样品降低到安全距离。

2、运行软件的aiming功能，点击tools-motors-video calibration-右下角specify laser step 1-Alt+左键-确定-手动Alt+左键点击红十字中心，使激光与十字匹配。

3、运行AFM钮，使针头伸出。

点击Shift+左键点击针悬臂梁的中间或偏上三分之一处，点击move laser使激光移动到点击位置，然后用Laser X和Y将Laser 调到最大，点击Aiming，使DFL、LF为0。

4、运行软件的Resonance功能，选择semicontact模式，在probes里选择对应针尖，点击Auto，调节探针悬臂的共振频率。

如产生共振，调节Gain和lockgain 的大小（保证其乘积大小不变），确定setpoint为典型值Mag的一半，Gain0.5-1之间。

5、运行landing，观察way值变化。

6、运行软件的Approach功能，自动完成下针。

物理实验技术中原子力显微镜的使用方法详解

物理实验技术中原子力显微镜的使用方法详解原子力显微镜（atomic force microscope，AFM）是一种基于原子力作用的高分辨率表面成像和测量仪器。

它可以实现对物质表面的高分辨率成像，并且能够进行纳米级的力学性质测量。

本文将详细介绍原子力显微镜的使用方法。

一、原子力显微镜的基本原理和组成原子力显微镜的工作原理是利用一根非常细的探针在样品表面扫描，并测量样品表面与探针之间的力的变化。

通过扫描获得的力的数据可以生成样品表面的三维图像。

原子力显微镜主要由扫描单元、探针、控制系统和数据处理系统四个部分组成。

二、原子力显微镜的操作步骤1. 样品准备：首先需要将待测样品制备成均匀平整的表面。

这通常需要使用微纳米加工技术，如化学气相沉积、溅射沉积或离子束抛光等。

2. 探针安装：将探针固定到扫描单元中。

探针的选择非常重要，需要根据所需实验的具体要求来选择合适的探针。

一般情况下，探针的弹性常数需要在200 N/m到400 N/m之间。

3. 调试参数：在进行实际扫描前，需要根据样品的性质和测量目的来调节扫描参数。

例如，扫描速度、扫描范围、力的设置等。

4. 开始扫描：开启原子力显微镜，将探针移动到样品表面上，并开始扫描。

实际扫描过程中，需要保持探针与样品之间的力稳定，通常采用反馈控制技术来实现。

5. 数据处理：完成扫描后，可以将获得的原子力显微镜数据进行处理和分析。

常见的数据处理方法包括三维重构、高度廓线提取、力谱分析等。

三、原子力显微镜的应用领域原子力显微镜广泛应用于材料科学、生物科学和纳米科学等领域。

在材料科学中，原子力显微镜可以用于研究材料的表面形貌、纳米结构和纳米力学性质。

在生物科学中，原子力显微镜可以用于观察和研究生物大分子的形貌和相互作用力。

在纳米科学中，原子力显微镜可以用于制备和研究纳米器件和纳米材料。

四、原子力显微镜的发展趋势随着技术的不断发展和进步，原子力显微镜的分辨率和功能得到了明显提高。

表面物理实验技术中的原子力显微镜操作指南

表面物理实验技术中的原子力显微镜操作指南在表面物理研究中，原子力显微镜（atomic force microscope, AFM）是一种常用的实验工具。

它通过探针扫描样品表面，对样品进行高分辨率的观测和表征。

本文将介绍原子力显微镜的基本原理和操作指南。

一、原理介绍原子力显微镜基于力的测量原理，利用纳米级机械弹簧探针与样品表面的相互作用，实现对样品表面形貌和物理性质的测量。

其中，常用的探针有针状和平庸两种，针状探针适用于高分辨率的表面形貌观测，平庸探针则适用于力谱分析和磁感率的测定。

二、实验准备1.清洁样品：使用超声波浴清洗样品，去除附着在表面的杂质。

避免使用有机溶剂和强酸碱清洗，以免损坏样品表面或改变其性质。

2.标定探针：通过标准方法标定探针的力常数，以保证测量结果的准确性。

3.调整操作环境：保持实验室环境的稳定，避免空气流动和振动对测量结果的影响。

三、操作步骤1.安装样品和探针：将样品固定在样品台上，并安装探针。

注意调整探针的位置和角度，确保其能与样品表面正常接触。

2.设置扫描参数：使用软件设定扫描参数，如扫描速度、扫描区域和采样点密度等。

根据实验需求，选择合适的参数进行扫描。

3.调节探针与样品的力：使用Z轴调节探针与样品之间的接触力，一般设置在几十纳牛顿到几百纳牛顿之间。

4.开始扫描：点击软件上的“扫描”按钮，开始对样品进行扫描。

观察扫描过程中的图像，确保探针与样品保持良好的接触，并调整扫描参数以获得清晰的表面形貌图像。

5.数据分析：对获得的扫描图像进行数据分析，提取出表面的高度和形貌信息。

根据实验需求，可以进行三维重建、线性剖面和表面纹理等多种分析方法。

6.实验记录和分析结果：将实验过程中的扫描图像和数据记录下来，并进行结果分析和对比。

根据实验目的，可以对样品的表面形貌、力学性质和电气性质等进行深入研究。

四、常见问题及解决方法1.探针损坏：探针的尖端很容易受到样品表面的损伤，因此在操作过程中要注意避免探针与样品的剧烈碰撞。

原子力显微镜操作

原子力扫描显微镜（Multimode 8）操作规程
打开总电源（位于地上插线板）。

先打开计算机电源。

打开显微镜电源。

打开控制器面板电源（后面板）。

放样及测试
利用操作台上的“UP”钮，探针抬升，拉开样品台与探针之间的距离。

取下HEAD，卸下样品台。

将样品固定到样品台，然后装上样品台。

调HEAD激光对中，把光束调到悬臂末端，再把HEAD放回去。

打开软件“Nanoscope 8.5”，选择相应探针模式。

调整显微镜焦距，找到清晰的探针像。

调整显微镜位置以及工作台位置，使探针位于图像的正中间。

利用操作台上的“DOWN”钮，使探针逐渐接近样品表面。

执行菜单栏“TUNE”。

按下软件里的“ENGAGE”钮，扫描样品表面图像。

调整相应参数，获得清晰的图像。

按下软件里的“CAPTURE”钮，保存相应的图像数据。

按下软件里的“WITHDRAW”钮，停止扫描，退出软件。

利用操作台上的“UP”钮，拉开样品台与探针之间的距离。

卸下样品台，取下样品。

仪器保养及注意事项
样品台上的“UP”和“DOWN”是指探针头up和down。

工作温度范围：15°C – 25°C。

工作湿度范围：30% – 60 % 。

原子力显微镜使用手册

原子力显微镜使用手册原子力显微镜（Atomic Force Microscope, AFM）是一种先进的显微镜技术，它利用扫描探针从样本表面获取原子级别的拓扑及力学性质信息。

本文将为您提供AFM的使用手册，以便您了解如何正确操作和维护这种仪器。

一、仪器介绍1.仪器结构：AFM主要组成部分包括扫描探针、扫描系统、光学系统、力学反馈控制系统和数据处理系统。

2.工作原理：AFM利用探针在样本表面扫描，通过检测探针和样本之间的相互作用力变化，绘制出样本表面的拓扑图像。

二、仪器操作1.准备工作：打开实验室门窗，确保仪器处于稳定的环境温度和湿度。

2.打开电源：根据仪器型号，打开相应的电源供应器并根据标示连接仪器主机和扫描系统。

3.样本准备：将需要观察的样本固定在样品台上，并调整样品台的位置，使其与扫描探针平行。

4.定位扫描探针：使用显微镜确定扫描探针的位置，然后将其缓慢靠近样本表面，避免碰撞。

5.扫描参数设置：在控制软件中设置扫描参数，包括扫描速度、扫描范围、扫描线数等。

根据样本特点，选择合适的参数。

6.进行扫描：点击控制软件上的扫描按钮，开始进行扫描。

观察实时的拓扑图像，并根据需要进行调整。

7.数据分析：获取扫描数据后，可以使用分析软件对数据进行处理和分析，例如提取高度和力学信息等。

三、仪器维护1.样品台清洁：使用干净的纯净水擦拭样品台，注意不要弄脏或刮伤样品台表面。

2.探针更换：当扫描质量降低或者扫描出现异常时，建议更换探针。

更换探针时要小心，避免碰撞和损坏。

3.扫描系统校准：定期进行扫描系统的校准，保证扫描信号的准确性和可靠性。

4.清洁光学系统：使用专用的镜头纸和清洁剂轻轻擦拭光学系统，注意不要碰到镜头表面。

5.定期维护：根据仪器的维护手册，进行定期的维护和保养，保证仪器的正常运行。

四、安全注意事项1.仪器运行时，不要将手指或其他物体靠近样品台或探针，以免发生意外伤害。

2.严禁在没有操作经验或无监督的情况下使用AFM。

原子力显微镜工作原理、步骤、注意事项

原子力显微镜工作原理:在原子力显微镜的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、反馈系统。

主要工作原理如下图：在AFM中用一个安装在对微弱力极敏感的微悬臂上的极细探针。

当探针与样品接触时,由于它们原子之间存在极微弱的作用力(吸引或排斥力) ,引起微悬臂偏转。

扫描时控制这种作用力恒定,带针尖的微悬臂将对应于原子间作用力的等位面,在垂直于样品表面方向上起伏运动, 因而会使反射光的位置改变而造成偏移量，通过光电检测系统(通常利用光学、电容或隧道电流方法) 对微悬臂的偏转进行扫描,测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化, 此时激光检测器会记录此偏移量，也会把此时的信号给反馈系统，以利于系统做适当的调整。

将信号放大与转换从而得到样品表面原子级的三维立体形貌图像。

AFM 的核心部件是力的传感器件, 包括微悬臂(Cantilever) 和固定于其一端的针尖。

根据物理学原理,施加到Cantilever 末端力的表达式为：F = KΔZ。

ΔZ 表示针尖相对于试样间的距离, K 为Can2tilever 的弹性系数，力的变化均可以通过Cantilever 被检测。

（1） AFM关键部位：AFM关键部份是力敏感元件和力敏感检测装置。

所以微悬臂和针尖是决定AFM灵敏度的核心。

为了能够准确地反映出样品表面与针尖之间微弱的相互作用力的变化,得到更真实的样品表面形貌,提高AFM 的灵敏度,微悬臂的设计通常要求满足下述条件: ①较低的力学弹性系数,使很小的力就可以产生可观测的位移; ②较高的力学共振频率; ③高的横向刚性,针尖与样品表面的摩擦不会使它发生弯曲; ④微悬臂长度尽可能短;⑤微悬臂带有能够通过光学、电容或隧道电流方法检测其动态位移的镜子或电极; ⑥针尖尽可能尖锐。

(3) AFM的针尖技术探针是AFM的核心部件。

如右图。

目前,一般的探针式表面形貌测量仪垂直分辨率已达到0.1 nm ,因此足以检测出物质表面的微观形貌。

AFM原子力显微镜操作步骤

AFM原子力显微镜操作步骤
1. AFM仪器开机。

确认电源与控制机箱连接线无误后，依次打开计算机电源→机箱低压电源→高压电源→激光器电源。

2．安装样品以及探针进给。

安装好样品后将固定螺栓微微旋紧，切记勿要用死力！探针进给指的是将样品与探针逼近到进入原子力状态。

仪器提供粗调和细调两种进给机构，每次测试前先将细调旋钮反向退到底，用粗调机构进样至离探针约1mm左右，再用细调机构进样，观察光斑，缓慢细调至光斑移动到PSD信号接收区域，继续微调并观察机箱显示读数：PSD信号约左右，Z反馈信号约-150至-250。

此时进入反馈状态，进入反馈状态后，控制系统会自动调整和保持样品与探针之间的间距。

3．样品扫描。

运行扫描软件，根据需要设置扫描参数。

进入扫描工作状态。

4．图像显示与存贮。

扫描过程自动进行。

图像以逐行 (或逐列) 扫描、逐行（或逐列）显示的方式显示。

在不改变扫描参数的情况下，扫描在同一区域循环重复进行。

也可根据需要改变扫描区域和扫描范围。

对于满意的图像，可随时将图像捕获存贮。

存贮时，计算机自动保存图像信息和扫描参数信息。

5．退出扫描和关机。

如已获得理想的图像，不再作另外扫描，可按“退出”键退出扫描程序。

然后依次关闭高压电源、激光器电源、低压电源等。

注意事项：
1.在进行安装样品操作时，固定螺栓只需轻轻旋紧，勿要用螺刀按压，用力过猛容易损害仪器。

2.退出扫描后，首先应将样品退出反馈状态，以免误伤探针！
3.在进行样品更换时，为安全考虑，应先关闭高压电源。

更换好以后重新开启高压电源。

原子力显微镜操作流程

原子力显微镜操作流程原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）是一种非常重要的高分辨率显微镜，广泛应用于纳米尺度下的表面形貌和性质的研究。

下面将介绍如何操作原子力显微镜。

1. 实验准备在操作AFM之前，确保实验室环境稳定。

将实验室温度控制在适宜范围内，并消除任何可能干扰AFM性能的振动源。

同时，确保实验台面干净整洁，并准备好所有需要使用的仪器和试剂。

2. AFM调试在进行样品观测之前，必须对AFM进行一系列的调试步骤。

首先，检查显微镜的光路以确保成像系统正常工作。

然后校正和调整力传感器，确保它能够准确测量力的大小。

最后，在进行样品观测之前，必须对扫描探针进行校准。

3. 样品准备选择适合的样品将直接影响到AFM观测结果的质量。

样品表面应平整、洁净，并无明显的缺陷。

如果需要，可以使用溶剂或乙醇清洗样品表面，以确保样品表面干净。

对于生物样品或有机样品，可以通过冷冻或冷冻干燥的方法固定样品。

4. 样品安装将样品放在AFM样品台上，并使用夹具或者其他方式固定。

确保样品平整且与样品台紧密接触，避免空气或其他杂质的干扰。

5. 扫描参数设置在进行样品观测之前，需要设置合适的扫描参数。

这些参数包括扫描速度、扫描范围和力参数等。

根据样品的性质和观测要求，选择适当的参数进行设定。

6. 开始扫描确认样品和仪器准备就绪后，可以开始进行扫描。

将AFM探针逐渐接近到样品表面，并将探针放置在感兴趣的位置。

使用控制器调整扫描参数，确保探针与样品表面的相互作用力在可接受范围内。

开始扫描后，观察显微镜图像，并根据需要采取相应的调整措施。

7. 数据处理与分析在扫描完成后，可以对得到的数据进行处理和分析。

通过计算机软件可以对图像进行放大、平滑、过滤等处理，以提高图像质量。

对于表面形貌的分析，可以使用相应的软件提取表面参数，比如粗糙度和颗粒尺寸等。

8. 清洁与维护每次使用完AFM后，都要对仪器进行适当的清洁和维护。

原子力显微镜操作规程及注意事项

原子力显微镜操作规程及注意事项※※原子力显微镜属于精密且贵重大型实验仪器，操作需倍加小心※※一．开机及实验主要操作步骤：1. 打开总电源开关。

2. 打开计算机主机以及显示器电源开关。

3. 打开控制机箱电源开关，见右图。

4. 打开HEB（Head Electronics Box）的激光开光，见下图。

5. 打开MAC Mode或AC Mode Controller电源开关，见下图。

6. 打开PicoView或者Picoscan控制软件。

7. 根据样品需要，从控制软件界面中选择合适的成像模式，mode→STM、AFM、AC AFM、MAC 和TopMac。

8. 根据样品需要，从控制软件界面中scanner选择合适的扫描头型号（100 m和10 m）。

9. 取出扫描头，放置于扫描头基座上进行安装（注意：轻拿轻放！！！）。

10. 根据成像模式需要选择合适的nose。

11. 将nose安装在scanner上，需要双手同时垂直用力，以O型圈没入扫描头为准。

12. 用一个手将弹簧钥匙（Spring Key）放入弹簧一侧可以把弹簧翘起，另一只手利用镊子夹起针尖安装到nose上，弹簧一般压在针尖的1/3-1/2处。

13. 安装扫描头，连接插线，并拧紧右下方紧固螺栓，此时扫描头下方出现红色激光，建议用户放一白纸。

14. 利用扫描头上的两个螺栓上下左右调整激光的位置，使激光对在针尖背面（详见激光调整过程）。

15. 安装样品时，确保针尖和样品之间有足够的距离，防止样品撞坏针尖。

利用Close键初步逼近样品，可以缩短针尖逼近时间。

16. 安装探测器，调整螺丝，使deflection和LFM参数满足该模式的要求。

14．软件参数设定：设置I、P、setpoint、scan speed、scan size、stop at、datapoints per等。

15. 点击Approach，针尖开始逼近（如果deflection在针尖逼近过程中数值发生突变，说明针尖已经真正逼近样品）。

原子力显微镜原理及操作流程讲义

原子力显微镜原理及操作流程讲义一、原子力显微镜的原理1.相互作用力的测量AFM利用一个非弹性的探针来感知样品表面和探针之间的相互作用力，这种力包括引力、斥力、摩擦力等。

通常情况下，探针通过压电晶体驱动，使其随着样品表面的形貌变化而移动，然后通过探针的振动分析探针与样品之间的相互作用力。

2.记录相互作用力的变化AFM中的扫描头会在样品表面进行移动，同时实时记录探针在各个位置处的相互作用力的变化，在计算机中生成一个力曲线。

通过对这些力曲线的分析，可以获得样品的表面形貌信息。

3.形成图像最后，利用计算机对力曲线进行处理和分析，并在一个图像平面上显示出样品表面的形貌，形成原子级分辨率的图像。

这种图像可以清晰地显示出样品表面的凹凸不平，甚至可以分辨出单个原子的位置。

二、原子力显微镜的操作流程1.准备工作首先需要对AFM进行准备，包括打开设备电源，检查探针是否安装正确，并校准扫描仪的各个参数。

2.选择扫描区域根据需要观察的区域，使用光学显微镜或者扫描电子显微镜来确定样品表面的位置，并将其对准到扫描范围内。

3.定义扫描参数通过在控制软件中设置扫描参数，包括扫描速度、扫描范围、采样点数等。

4.扫描样品将样品放置在AFM扫描台上，并通过控制软件开始扫描。

在扫描过程中，探针将会在样品表面进行移动，并测量相互作用力的变化。

5.数据分析与图像处理扫描结束后，将会得到一组原子级分辨率的数据，通过计算机软件对数据进行处理和分析，包括平均滤波、高斯滤波、拟合等处理方法。

然后将处理后的数据转化为图像，用于观察和分析。

6.数据展示将处理后的图像进行保存、打印或导出，以便进一步的研究和分析。

总结：原子力显微镜通过测量探针与样品表面之间的相互作用力的变化，实现了对样品表面的高分辨率成像。

其操作流程主要包括对设备进行准备、选择扫描区域、定义扫描参数、扫描样品、数据分析与图像处理以及数据展示。

通过这一系列的操作步骤，可以获得原子级分辨率的样品表面形貌图像，对于表面形貌的研究具有非常重要的意义。

原子力显微镜操作说明

原子力显微镜操作说明一、仪器结构及主要技术指标1. 仪器结构AFM-Ⅲ型原子力显微镜硬件组成如图1所示，该机集成了应用面最广泛的扫描隧道显微镜、接触模式原子力、轻敲模式原子力和磁力显微镜等多种工作模式。

图1 AFM-Ⅲ型原子力显微镜1. 主机2. 电子学控制箱3. CCD系统4. X-Y移动调5. 设定点调节6. 反馈调节2．主要技术参数(1) 配备高精度样品定位功能模块，高精度自适应扫描器的最大扫描范围50μm×50μm。

(2) 扫描隧道显微镜STM：X-Y向0.1nm；Z向0.01nm；HOPG原子定标。

(3) 接触模式AFM：X-Y向0.2nm；Z向0.03nm；云母晶格定标。

(4) 轻敲模式AFM：X-Y向0.2nm，Z向0.1nm；DNA样品验证。

(5) 电流检测灵敏度≤10pA。

(6) 力检测灵敏度≤1pN。

(7) 预置隧道电流：1pA～50nA。

(8) 偏置电压：-10～+10V。

二、仪器主要功能可实现对薄膜、粉体、块状、纤维、生物样品等各种材质样品的表面形貌观察和对磁性样品的磁畴结构表征，并可对样品的粗糙度、颗粒度、剖面、膜厚等作出分析。

三、操作步骤1．扫描隧道显微镜（STM）操作步骤(1) 清洗剪刀、镊子、探针；剪针尖。

(2) 放针尖，把针尖架插入探头。

(3) 放样品到载物台（用镊子操作，注意不要让镊子碰到样品表面）。

(4) 打开电脑，开启控制箱电源。

(5) 打开软件，切换到在线工作模式。

(6) 调节机箱旋钮，设定初始值（设定点、针尖偏压在硬件状态栏中读数，反馈直接在旋钮上读数）：设定点（电流）1.5—2.0；偏压-0.15—0.25；反馈1.0—1.5。

(7) 手动粗调使样品靠近针尖。

注意门板上的警示字样！！！手动调节样品底座高度，用放大镜观察，针尖与样品距离为0.2-0.3mm最佳，注意不要有回调动作，观察“Z偏置”的指示条是否过头（过头则表明针尖撞上样品了）。

为保证结构刚性请上升完样品后锁住蝴蝶螺母。

原子力显微镜操作规程

原子力显微镜操作规程DI NS4扫描探针显微镜操作规程接触模式原子力显微镜的操作规程:1．把接触模式的探针安装在悬臂夹中。

2．把样品粘在样品碟上，放在扫描管的上面。

3．取下激光头，把装有探针的悬臂夹放入激光头中，用激光头后面的锁紧螺丝把悬臂夹锁紧。

4．调整激光点到探针尖端的背面。

5．把激光头放回扫描管上。

注意探针与样品表面之间的距离，不要让探针碰到样品。

6．调整激光头后面的反射镜调整螺丝，使得Base底部椭圆区域的SUM值达到最大。

对于接触模式的氮化硅探针，它一般在5—9之间。

7．调整光电检测器调整螺丝，使得Base底部的Horizontal difference值为0，vertical difference值在-1~-2之间。

8．用CCD Camera的粗调螺丝上下移动CCD Camera，在监视器上找到样品的表面，用Base上的Up,Down扳手把探针慢慢往下降，直到在监视器上可看到模糊的探针。

如果样品是透明的，在监视器上将看不到样品的表面，这时我们以监视器上探针与探针的像将近重合为标准来确定探针在样品正上方的高度。

9．从菜单中选择显微镜，DI/microscope select, 从对话框中选择Quadrex multimode, 点OK。

10. 选择microscope/profile, 从对话框中选择contact AFM, 点OK。

11. 选择microscope/scanner, 从对话框中选择你所用的Scanner 类型。

12. 设置扫描参数，Scan size, scan rate(在接触模式中一般为1~3Hz), Integral gain,proportional gain, Deflection setpoint等。

在开始的时候可如下图设置这些参数。

13. 然后点击engage按钮，计算机开始自动下针。

当针接触到样品并且弯曲量达到预先设定的setpoint值时，扫描管开始扫描。

原子力显微镜使用说明书

原子力显微镜使用说明书1. 简介原子力显微镜（Atomic Force Microscope，简称AFM）是一种高分辨率的显微镜，广泛应用于材料科学、纳米技术等领域。

本使用说明书将详细介绍AFM的操作步骤和注意事项。

2. 准备工作在操作之前，请确保以下准备工作已完成：- 确保AFM设备已正确连接并接通电源。

- 检查样品台的清洁度，并确保样品已固定在样品台上。

- 打开AFM软件，并建立起与设备的连接。

3. 扫描模式选择AFM支持多种扫描模式，包括接触模式、非接触模式和磁力模式等。

根据实际需求选择合适的扫描模式，并进行相应设置。

4. 扫描参数设置扫描参数的设置对于获得高质量的扫描图像至关重要。

以下是常用的扫描参数及其设置建议：- 扫描速度：根据样品的特性和对扫描速度的要求，选择适当的数值。

- 扫描范围：根据需要观察的区域大小，设置扫描范围。

- 采样点数：增加采样点数可以提高图像的分辨率，但也会增加扫描时间。

5. 调整探针探针的调整是AFM操作中的关键步骤。

请按照以下步骤进行调整：- 将探针插入探针头，并确保固定牢固。

- 使用AFM软件中的调整功能，使探针与样品表面轻轻接触。

- 调整探针位置，使扫描范围内的区域清晰可见。

6. 开始扫描在确认准备工作和参数设置无误后，可以开始进行扫描操作：- 在AFM软件中点击“开始扫描”按钮。

- 观察扫描图像，确保图像清晰、无明显噪音和畸变。

7. 数据分析与处理扫描完成后，可以进行数据的进一步分析和处理：- 使用AFM软件提供的分析工具，对图像进行放大、平滑或滤波等处理。

- 导出数据或保存图像，以便后续的数据分析和报告撰写。

8. 注意事项- 操作时要轻拿轻放，避免对设备和样品造成损坏。

- 注意维护样品台的清洁，避免杂质对扫描结果的影响。

- 避免操作环境中的振动和电磁干扰，以确保扫描质量。

- 遵守使用原子力显微镜的标准操作规程和安全准则。

9. 故障排除在使用 AFM 过程中，可能会遇到一些常见的故障，请参考以下建议进行排除：- 如果扫描图像出现严重噪音或畸变，检查探针的固定情况，并重新调整探针。

岛津SPM原子力显微镜原理及操作流程

岛津SPM原子力显微镜原理及操作流程岛津SPM（Scanning Probe Microscope）是一种常用的原子力显微镜，用于研究材料的表面形貌和力学特性。

其原理基于利用探针与样品间的相互作用力来实现高分辨率成像，操作流程一般包括准备工作、样品处理、探针安装、参数设置、成像与分析等步骤。

一、准备工作1.将岛津SPM放置在干燥、净化的实验室环境中，确保无尘和恒定的温度。

2.准备所需的实验材料，包括样品、探针、标定样品等。

二、样品处理1.将要研究的样品放置在岛津SPM的样品台上，确保样品表面干净平整。

2.根据需要，可以通过清洗、研磨、切割等方法处理样品，以提高成像效果。

三、探针安装1.在干燥的实验室环境下打开探针包装。

2.选择合适的探针并使用探针夹装置将其固定在探针支架上。

3.将支架插入探针头座，并通过调节旋钮确保探针与探针力传感器的间隙适当。

四、参数设置1.打开岛津SPM的电源，并通过电脑连接控制软件。

2.在控制软件中进行参数设置，包括成像模式、扫描速度、扫描范围、扫描线数等。

3.对探针进行标定，根据标定样品的尺寸设定扫描参数，以确保成像结果精确可靠。

五、成像与分析1.将探针移动到待测区域，选择合适的点开始成像。

2.启动扫描仪后，控制软件会控制探针在样品表面进行扫描，并通过传感器测量样品表面的力学信号。

3.扫描过程中，软件会收集并记录原子力数据，同时即时显示成像结果。

4.根据成像结果进行分析，包括测量表面粗糙度、粒子形貌、拓扑结构等参数。

六、数据保存与处理1.成像结束后，可将得到的数据保存下来，包括扫描图像和原子力数据。

2.可以使用成像软件对数据进行处理、分析和展示，以提取更多有用的信息。

3.根据需要，可以对成像结果进行后处理，如滤波、平滑、三维重构等操作。

岛津SPM是一种强大的表面观察仪器，可以通过不同成像模式（如原子力显微镜、电子探针显微镜等）实现高分辨率的成像和精确的力学测量。

操作流程虽然略显繁琐，但只要正确掌握原理并严格操作，就能获得准确可靠的成像结果，为材料科学和纳米技术研究提供有力支持。

原子力显微镜操作步骤

原子力显微镜操作步骤1.准备工作在开始操作前，确保实验室台面稳定平整，无明显震动。

同时，检查显微镜的各个部件是否正常工作，包括扫描器、探针和控制器等。

2.样品制备将待测样品制备成适合原子力显微镜观察的形式。

例如，如果是固体样品，可以通过切片或抛光的方式获得平整的表面；如果是液体样品，可以将其滴在平底样品盘上。

3.安装探针选择合适的钨硬度比较高的针状探头，并用合适的方法将其固定在扫描器上。

固定好后，使用细微调节螺丝可以微调探针的位置。

4.扫描参数设置在开始扫描前，需要设置一些扫描参数。

例如，需要选择扫描模式（常见的有接触模式、非接触模式和侧壁模式等），以及决定扫描速度和扫描范围等。

这些参数的选择要根据具体的实验需求和样品特性来决定。

5.调节扫描器和探针位置调节光学显微镜或电子显微镜，以便能够清晰地观察到扫描器和探针的位置。

然后移动扫描器，使其靠近样品表面，直到探针与样品表面接触。

6.初始化探针参数在开始实际扫描之前，需要对探针进行初始化。

此步骤通常由仪器的软件自动完成。

初始化时，探针的力被调整到预设范围内，并且记录下来以用作后续测量的参考。

7.开始扫描通过使用控制器上的相应按钮或软件命令，开始进行扫描操作。

扫描过程中，控制器根据探针在样品表面上的运动进行信号采集，并将信号转换为图像显示在计算机屏幕上。

8.数据分析与处理通过对得到的扫描图像进行分析和处理，可以获取有关样品表面形貌和物理力学性质的信息。

根据实验需求，可以进行各种数据处理和图像处理操作，如去除噪声、平滑曲线等。

9.记录实验结果将分析处理好的数据和图像进行保存，并记录实验的各个参数和条件。

这些记录有助于后续的实验分析和结果验证。

该操作步骤是基于一般原子力显微镜的操作流程，实际操作可能因不同型号的原子力显微镜而有所不同。

建议在操作前仔细阅读仪器的操作手册，并严格按照厂家的指导进行操作。

AFM原子力显微镜操作步骤

AFM原子力显微镜操作步骤AFM（Atomic Force Microscope）原子力显微镜是一种能够实现对试样表面形貌和表面性质的高分辨率成像和测量的仪器。

下面是AFM原子力显微镜的操作步骤：1.准备工作：确定试样种类和尺寸，根据需要挑选合适的扫描模式、扫描速率和探针。

2.系统开启：打开电源，并按照厂家提供的操作手册启动电脑上的AFM软件。

3.校准仪器：a.确保仪器处于水平状态，用气体水平仪校准水平。

调整扫描单元位置，保证扫描单元离试样距离合适。

b.检查、校准AFM探针和光学显微镜对焦。

4.准备试样：将试样安装在AFM试样台上，确保试样平整、干燥，并且表面无明显污染。

a.对于生物样品，可以用细胞培养板或者玻璃片制作好的试样片。

b.对于无机材料或者金属样品，可以直接将样品放置在AFM试样台上。

5.扫描参数设置：根据试样的特性、扫描要求等因素，设置AFM扫描参数。

a.选择扫描模式，例如接触模式、非接触模式、振动模式等。

b.设置扫描速率、扫描范围、扫描线数等参数。

c.根据试样的硬度和粗糙度，选择合适的探针。

6.扫描操作：在AFM软件上点击开始扫描按钮，开始扫描操作。

a.操作软件上的控制面板，调整探针的位置和垂直力。

b.根据扫描要求，在试样上选择合适的扫描范围进行扫描。

c.实时观察显示的图像，适时调整扫描参数。

7.获得扫描结果：结束扫描后，保存扫描结果图片和数据。

a.可以将图像保存为位图格式或者矢量图格式。

b.可以对扫描图像进行分析和处理，例如计算表面粗糙度、测量高度差等。

8.仪器关闭：a.关闭扫描单元和激光仪器，并将扫描头移到安全位置。

b.关闭电源，关闭软件，关闭电脑。

需要注意的是，在操作AFM原子力显微镜时，要注意探针的安全使用和样品的保护。

此外，根据具体设备的不同，操作步骤可能会有些差异，确保按照操作手册进行操作。

AFM原子力显微镜操作步骤

AFM原子力显微镜操作步骤AFM（Atomic Force Microscope），即原子力显微镜，是一种能够进行纳米尺度观测和测量的仪器。

其操作步骤可以分为以下几个主要部分：1.准备工作：a.确保实验室环境干净，安全且具备所需的温湿度条件。

b.打开AFM设备，在计算机上启动控制软件。

c.检查AFM设备的仪器和探头是否完好，并确保其正确安装。

2.样品处理：a.准备待测样品并将其固定在适当的基板上。

样品类型可以是固体、溶液或生物体。

b.在样品表面上选择并纳米尺度的扫描区域。

3.控制软件设置：a.在计算机上打开AFM控制软件，并选择适当的实验模式和参数设置。

b.确定所需的扫描范围和扫描方向，并设置扫描速度和采样率等参数。

4.探针校准：a.在探针针尖上涂覆一层导电性材料，例如金属。

b.将探头放置在AFM装置上，并进行力常数和质量标定等预处理步骤。

5.调整样品高度：a.使用显微镜透视系统观察样品表面，通过样品位置调整器上的粗调按钮将探头向样品移近，直到探头与样品表面接触。

b.利用AFM控制软件中的Z轴控制器进行微调，并观察探头与样品表面的接触力变化。

6.开始扫描：a.使用AFM控制软件中的扫描按钮启动扫描过程。

b.观察和监控扫描过程中的实时图像，并调整扫描参数以获得清晰的图像。

c.根据需要，可以选择不同的测量模式和扫描范围，例如原子分辨率扫描或表面形貌测量。

7.数据分析：a.在完成扫描后，保存所得到的数据图像。

b.利用AFM控制软件提供的分析工具对图像进行数据处理和图像重建等操作。

c. 使用其他图像处理软件，如ImageJ或MATLAB，对数据进行进一步分析和图像处理。

8.整理和存档：a.将测量结果整理成报告或记录，并保存在计算机或其他存储介质上。

b.清理和整理实验设备，确保其安全可靠，并在完成后关闭AFM控制软件。

总之，AFM的操作步骤涉及样品处理、控制软件设置、探针校准、调整样品高度、开始扫描、数据分析以及整理和存档等环节。