原子力显微镜 AFM —上海交大分析测试中心
深度解析AFM（原子力显微镜）—上
深度解析AFM（原子力显微镜）—上显微镜的发展历史：1877光学显微镜1932透射电子显微镜1965扫描电子显微镜1983扫描隧道显微镜1985原子力显微镜1983年，IBM公司苏黎世实验室的两位科学家GerdB inni g和Heinr ich Rohrer发明了扫描隧道显微镜(STM)。
STM的原理是电子的“隧道效应”，所以只能测导体和部分半导体。
1985年，IBM公司的Binn i ng和Stanford大学的Quate研发出了原子力显微镜(AFM)，弥补了STM的不足，可以用来测量任何样品的表面。
AFM的原理AFM是在STM的基础上发展起来的一种显微技术。
首先，了解一下STM的工作原理。
STM是利用原子间的隧道效应进行测量的。
隧道效应经典物理学认为，物体越过势垒，有一阈值能量;粒子能量小于此能量则不能越过，大于此能量则可以越过。
例如骑自行车过小坡，先用力骑，如果坡很低，不蹬自行车也能靠惯性过去。
如果坡很高，不蹬自行车，车到一半就停住，然后退回去。
量子力学则认为，即使粒子能量小于阈值能量，很多粒子冲向势垒，一部分粒子反弹，还会有一些粒子能过去，好像有一个隧道，故名隧道效应(quantum tunneling) 。
可见，宏观上的确定性在微观.上往往就具有不确定性。
虽然在通常的情况下，隧道效应并不影响经典的宏观效应，因为隧穿几率极小，但在某些特定的条件下宏观的隧道效应也会出现。
STM就是根据这种效应制成的。
当针尖和样品面间距足够小时(<0.4nm) ，在针尖和样品间施加一偏置电压，便会产生隧道效应，电子会穿过势垒，在针尖和样品间流动，形成隧道电流。
在相同的偏置电压下，电流强度对针尖和样品间的距离十分敏感，隧道电流随间距呈指数变化，样品表面的形貌影响着隧道电流的剧烈变化，这种电流变化有计算机进行处理就可以的到样品表面的形貌了。
STM的结构与工作过程AFM即原子力显微镜，它是继扫描隧道显微镜之后发明的一种具有原子级高分辨的新型仪器，可以在大气和液体环境下对各种材料和样品进行纳米区域的物理性质包括形貌进行探测，或者直接进行纳米操纵。
原子力显微镜(AFM)—上海交大分析测试中心
3.2 磁力（MFM）显微镜
1982年
扫描隧道 显微镜
人类第一次能够实时 地观察单个原子在物质表 面的排列状态和与表面电 子行为有关的物理、化学 性质，在表面科学、材料 科学、生命科学等领域的 研究中有着重大的意义和 广阔的应用前景，被国际 科学界公认为八十年代世 界十大科技成就之一。
1.1扫描探针显微镜的产生
扫描隧道显微镜 （STM）
2.2 力-距离曲线
三.扫描力显微镜的分类
3.1 原子力显微镜 3.1.1 斥力模式AFM 3.1.2 摩擦力显微镜 3.1.3 化学力显微镜 3.1.4 检测材料不同组分的技术 a. 相位成像技术 b .力调制技术 3.1.5 检测材料纳米硬度的技术
3.2 磁力显微镜 3.3静电力显微镜
3.1 原子力显微镜ຫໍສະໝຸດ 3.1.1 斥力模式AFM 探针与样品之间进行原子间接触，利用它们
之间的斥力得到样品表面的形貌。 具有两种工作模式：
3.1.1.1 接触模式 3.1.1.2 敲击模式（间歇接触）
3.1.1.1 接触模式(Contact Mode)
接触模式 非接触模式
轻敲模式
接触模式探针
接触模式探针示意图
接触模式工作示意图
Dendrimer-like Gold Nanoparticle[3]
DNA Translocation in Inorganic Nanotubes[4]
AFM原子力显微镜操作步骤
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1.600V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。
简单版原子力显微镜(AFM)Nanoscope V Multimode 8操作方法修订1
原子力显微镜（AFM）Nanoscope V Multimode 8操作方法注意事项：1.开始实验时先开电脑再开控制器（controller）。
2.结束实验时先关控制器（controller）再关电脑。
3.不要对计算机上的设置如字体进行改动。
4. 操作软件关掉后，间隔至少10秒后再打开.5.不能用U盘，只能用CD刻录盘导出文件。
基本操作1. 开机A. 打开计算机和显示器。
B. 打开Nanoscope控制器。
C. 打开光学显微镜VOM光源电源。
注意：请严格遵守以上开机顺序进行操作，否则可能造成系统损坏。
2. 启动软件A. 双击桌面Nanoscope 8.15图标。
B. 点击显微镜图标，在弹出的Select Experiment框中选择实验模式：轻敲模式：框○1选Tapping Mode。
框○2选Tapping Mode in Air。
框○3选Tapping Mode in Air---Standard。
智能模式：框○1选ScanAsyst。
框○2选ScanAsyst in Air。
框○3选ScanAsyst in Air。
然后点击Load Experiment。
3.样品与探针的安装A. 选择合适的探针。
(见具体模式)B. 探针的安装：将探针支架（holder）放在滤纸上，由于探针很脆，用滤纸垫着，以防止用镍子夹探针时掉到桌面上破坏探针。
将探针正面朝上，悬臂朝外放在holder的探针槽里，并用holder上的铜原片压住。
C. 样品放置：（1）确认光学显微镜光斑在样品台中央，红色激光点在光斑中央。
再看电脑屏幕确认激光点进入Video图像视野里。
（2）首先用head上面的Down按钮将扫描管下移，使中间样品台升起。
将待观察样品用双面胶固定在金属原片上，用镊子夹住金属片，轻轻放在样品台边缘，注意，此时一定要轻放，否则容易破坏扫描管中的陶瓷材料，然后用镊子轻轻推金属片，使样品处在样品台中间；再用Up按钮将扫描管升起使扫描管上边缘与样品台平齐。
AFM-原子力显微镜
• 检测微悬臂弯曲的方法：1－隧道电流法； 2－电容检测法；3－光学检测法（干涉法 和光束反射法）
• 选择检测方法的原则：检测方法本身对悬 臂产生的作用力应该小到可以忽略的程度。
表面的高分辨率图象； 3.使用环境宽松； 4.应用领域宽广； 5.价格相对来讲较低。
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STM的缺陷
1.只限于直接观测导体或半导体的表面结构； 2.非导电材料须在其表面覆盖一层导电膜； 3.当表面存在非单一电子态时，STM得到的是表
面形貌和表面电子性质的综合结果。
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AFM发展概况
• 1981年，Binnig G和Rohrer提出扫描隧道显微镜 (STM)原理．并因此而获得1986年诺贝尔物理奖。 STM的分辨能力达原子级，可以用来确定导电物 质固体表面的原子结构和性质。
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AFM的优缺点
原子级的高分辨率； 宽松的测试条件； 可以得到力学等众多信息。
➢ AFM观察的始终是样品的外部信息； ➢ 样品固定； ➢ 视野局限；
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AFM的应用
✓AFM成像（形貌观察） ✓力学性能测试 ✓电、磁性能测试 ✓加工、操纵
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云母表面结构AFM成像
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石墨表面结构AFM成像
AFM像中，A和B位置是近乎等同的 .
原子力显微镜 Atomic Force Microscope (AFM)
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透射电镜成像偏差原因
球差：孔径角不同造成折射能力不同 畸变：离轴距离的改变导致放大倍数的改变 慧形差：旁轴射线与非旁轴射线成像 场曲：磁场汇聚作用的差异 色差：电子初速度不完全相同 轴上色散：磁透镜非严格对称 衍射差：类似光学显微镜由透镜导致的
原子力显微镜AFM
四、对样品的要求
原子力显微镜研究对象可以是有机固体、聚合物以及生物大分子等，样品的载体选择范围 很大，包括云母片、玻璃片、石墨、抛光硅片、二氧化硅和某些生物膜等，其中最常用的是 新剥离的云母片，主要原因是其非常平整且容易处理。而抛光硅片最好要用浓硫酸与 30%双 氧水的7∶3 混合液在90 ℃下煮1h。利用电性能测试时需要导电性能良好的载体，如石墨或 镀有金属的基片。
非接触模式（Non-Contact Mode）： 优点：没有力作用于样品表面。
缺点：由于针尖与样品分离，横向分辨率低；为了避免接触吸附层而导致针尖胶粘，其扫描 速度低于Tapping Mode和Contact Mode AFM。通常仅用于非常怕水的样品，吸附液层必须 薄，如果太厚，针尖会陷入液层，引起反馈不稳，刮擦样品。由于上述缺点， oncontact Mode的使用受到限制。
如图所示，二极管激光器（Laser Diode）发出的激光束经 过光学系统聚焦在微悬臂（Cantilever）背面，并从微悬臂 背面反射到由光电二极管构成的光斑位置检测器 （ Detector ）。在样品扫描时，由于样品表面的原子与微 悬臂探针尖端的原子间的相互作用力，微悬臂将随样品表 面形貌而弯曲起伏，反射光束也将随之偏移，因而，通过 光电二极管检测光斑位置的变化，就能获得被测样品表面 形貌的信息。
一、仪器结构
在原子力显微镜（Atomic Force Microscopy， AFM）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。
1.1力检测部分
在原子力显微镜（AFM）的系统中，所要检测 的力是原子与原子之间的范德华力。所以在本 系统中是使用微小悬臂（cantilever ）来检测 原子之间力的变化量。微悬臂通常由一个一般 100~500μ m长和大约500nm~5μ m厚的硅片 或氮化硅片制成。微悬臂顶端有一个尖锐针尖， 用来检测样品－针尖间的相互作用力。这微小 悬臂有一定的规格，例如：长度、宽度、弹性 系数以及针尖的形状，而这些规格的选择是依 照样品的特性，以及操作模式的不同，而选择 不同类型的探针。
afm原子力显微镜简介
量样品的尺寸参数
•2.工作原理
•
•在原子力显微镜的系统中, 是 利用微小探针与待测物之间交 互作用力, 来呈现待测物的表面 之物理特性。
2.工作原理
• 将一个对力极为敏感的微悬臂的一端固定, 另一端固定针尖 • 当针尖在样品表面扫描时, 因针尖尖端原子与样品表面原子
• 1.偏移图（错位信号图）
•
在接触模式下, 通过记录反
射激光束在PSPD上的即时信号与预
设信号之间的电压差而成像。
5.辅助图像
• 2.振幅图
•
在接触模式下, 给微悬臂加上一个小振幅、
低频率的简谐振动后（力调制技术）, 通过记录微
悬臂振幅的变化而成像。
• 3. 相图
•
是与振幅图相类
似, 在轻敲模式下, 通
6.AFM应用
• 观测生物样品
• λ-DNA
• 霍乱菌
6.AFM应用
• 表面信息统计分析
7.AFM的缺陷
• 1.较小的扫描范围, 100μm到 10nm, 容易将局部的、特殊的 结果当作整体的结果而分析, 以及使实验结果缺乏重现性。
• 2.极其高的分辨率, 使得在样 品制备过程中产生的或者是从 背景噪音中产生的极小赝像都 能够被检测、观察到, 产生赝 像。
afm原子力显微镜简介
主要内容
• 1.概述 • 2.工作原理 • 3.仪器介绍 • 4.成像模式 • 5.辅助图像 • 6.AFM应用 • 7.AFM的缺陷
1.概述
• AFM (Atomic Force Microscope)原子力 显微镜 以原子间力为理论基础的显微镜, 从STM（扫描隧道显, 振
AFM
5.纳米级甲基丙烯酸甲脂的形貌图,把甲基 丙烯酸甲脂滴在云母片新揭开的层面上 , 待其干燥后进行测试得到的纳米尺度的形 貌图 。 其中右图是其三维形貌图。
AFM在DNA领域中研究应用
AFM在DNA研究中应用包括:
1.DNA分子成像的观察 2.DNA的特性(弹性、螺旋系数等)的研究 3.DNA的自组装的研究 4.DNA与其它物质形成复合物AFM研究 5.AFM对DNA的操作
AFM对DNA形态的原位观测
FIG. 2. (A) AFM images of DNA in TE buffer plus 160 mM NaCl. Several regions of a close DNA–DNA contacts are indicated with arrows. (B) Computer traces of a number of high salt images of pSA509 and mini plasmids. YURI L.and LUDA S. Visualization of supercoiled DNA with atomic forcemicroscopy in situ. 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. USA
接触式
恒力模式 探针的偏转程度 恒定 探针与样品之间 的距离 检测方向 恒高模式
变
恒定 Z方向
变
X、Y方向
非接触式
探针针尖始终不与样品表面接触 ： 针尖-样品间 作用在微悬臂上的力 振幅
没有接触到表面时：大振幅振动， 接近表面时：振幅将减小 反向远离表面时：振幅恢复
优点：对样品完全没有损伤 ，灵敏度高 （引力<斥力）
AFM原子力显微镜技术及应用实验报告
AFM原子力显微镜技术及应用实验报告实验报告：AFM原子力显微镜技术及应用一、引言原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）是一种基于原子力相互作用的显微镜技术，可以对样品表面进行高分辨率的观察和测量。
AFM与传统的光学显微镜和电子显微镜相比，具有更高的分辨率和更广泛的应用领域。
本实验旨在通过搭建AFM系统并对其进行操作，了解AFM的基本原理及应用。
二、仪器与实验方法1.仪器：AFM主机、扫描头、样品台、计算机。
2.实验方法：（1）接通仪器电源，打开电脑并运行相应控制软件。
（2）安装样品到样品台上，并将样品台安装到扫描头上。
（3）调节扫描头的位置，使其与样品接触。
（4）在软件界面上选择扫描模式（常规模式、近场模式等）和扫描区域大小。
（5）开始扫描，观察样品表面的结构和形貌。
（6）根据需要对样品进行更高级别的测量和分析。
三、实验结果与分析在实验中，我们成功搭建了AFM系统，并对金属导电薄膜样品进行了观察和测量。
通过观察AFM扫描的图像，我们可以清晰地看到样品表面的结构和形貌。
AFM的工作原理是基于原子力相互作用，通过在微尖和样品表面之间施加压力，测量微尖的弯曲程度，并通过这种变化来计算出样品表面的结构。
AFM可以达到纳米级的分辨率，因此在纳米材料和生物样品的观察中具有广泛的应用。
此外，AFM还有许多其他的应用，例如：1.表面形貌观察：AFM可以观察和测量各种材料的表面形貌，包括晶体、纳米粒子、生物大分子等。
2.材料力学性质研究：AFM可以通过在微尖和样品之间施加力来测量样品的力学性质，如硬度、弹性和粘性。
3.薄膜厚度测量：通过测量在薄膜表面的高度变化，可以准确地测量出薄膜的厚度。
4.均匀性分析：通过AFM可以检测材料表面的均匀性，并帮助改进制备工艺。
5.生物学研究：AFM可以用于观察生物大分子的形貌和结构，甚至可以测量细胞的力学性质。
四、结论通过本次实验，我们成功地搭建了AFM系统，并了解了它的基本原理及应用。
原子力显微镜afm中文操作手册
原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）是一种非常先进的显微镜技术，它能够以原子层面观察样品表面的形貌和性质。
在科研、材料分析等领域拥有广泛的应用，而在AFM中文操作手册上进行深度探讨，有助于科研工作者更好地了解并使用这一技术。
在撰写本文AFM中文操作手册时，首先需要从基础的概念和原理开始讲解。
原子力显微镜利用扫描探针来测量样品表面的高度和力学性质，从而获得样品表面的三维形貌信息。
通过运用力—距离曲线、振动模式和谐振频率等理论知识，可以深入地理解AFM的工作原理和测量原理。
AFM的操作也需要考虑各种因素，比如探针的选择、扫描参数的设置、样品的制备等。
在AFM中文操作手册中，需要详细介绍这些操作步骤，并给出一些实际操作中的注意事项和技巧，以帮助读者更好地掌握AFM的使用方法。
在论述AFM中文操作手册的过程中，需要提及AFM在纳米材料、生物医学、表面物理学等领域的应用。
本文也将介绍AFM在纳米尺度下的应用，比如纳米力学、纳米摩擦等，以及与其他显微镜技术的比较，以便读者对AFM的优势和局限性有更清晰的认识。
AFM中文操作手册应包括从基础到高级的全面内容，涉及原理、操作、应用及前沿技术。
希望通过本文的撰写，读者能够更深入地了解和掌握AFM这一先进的显微镜技术。
在个人观点和理解方面，我认为AFM作为一种高级的显微镜技术，对于纳米尺度下的表面形貌和性质的研究具有非常重要的意义。
AFM的发展可以帮助科研工作者更好地解决纳米材料表征和纳米尺度下的材料性质研究等问题，对于促进纳米技术和纳米科学的发展有着重要的作用。
总结回顾，AFM中文操作手册的撰写应注重全面性、深度性和灵活性，同时也要考虑到读者的需求和理解程度。
希望本文能够为广大科研工作者和学习者提供有价值的参考，帮助他们更好地理解和应用AFM这一先进的显微镜技术。
AFM中文操作手册的撰写是为了帮助科研工作者更好地了解和使用原子力显微镜技术。
原子力显微镜AFM实验报告
原子力显微镜的应用和进展摘要：从原子力显微镜诞生以来，由于其在表面观测上的高分辨率以及对表面的要求较低，这项技术被广泛的应用于科研的各个领域，极大的促进了各学科的发展。
由于这项技术的重要性，在其诞生之后就一直被改进以满足不同学科不同场合的需求。
本文从具体原子力实验出发概述原子力显微镜的应用以及改进方案。
关键词：原子力显微镜压电微悬臂敲击式AFM 探针功能化1引言1996年Binning及其合作者在扫描隧道显微镜的基础上发明了AFM它是利用原子、分子间的相互作用力（主要范德瓦尔斯力，价键力，表面张力，万有引力，以及静电力和磁力等）来观察物体表面微观形貌的新型实验技术。
在这项表面观测技术发明以来已经被各学科所采纳、改进，以适应不同学科不同工作环境的需求。
比如在生物及医学研究中要求不能对活体细胞产生太大影响，要求力更小以免对膜有破坏作用，同时也要求原子力显微镜的扫描更快，更方便以适应更多学科对它的需求，最好能实现更好的自动化，同时最好能应用于不同的环境。
但现在而言原子力显微镜对环境的要求还是很高的，所以对原子力显微镜的改进也是件十分有意义的工作。
现在有的一个想法是对原子力显微镜的微悬臂进行改造，用压电微悬臂［4］替代，这样直接利用压电微悬臂收集数据以替代激光放大。
另外，将原子力显微镜应用于生物和医学的研究，也提出了对探针进行功能化［5］的要求。
2原子力实验简介2.1实验原理AFM探针和测试样品表面原子相互靠近时会产生原子间相互作用力，这种力使连接探针的微悬臂发生形变，而通过激光检测器和反馈系统调整样品在z轴方向的位置，使得探针和样品间的作用力保持恒定，通过测量检测信号对应样品的扫描位置的变化，就可以得到测试样品表面形貌特征。
通常原子力显微镜AFM有几种运行模式：在斥力或接触模式中，力的量级为1s IOev/丄（或10’s io^N）；在引力或非接触模式中，范德瓦耳斯力、交换力、静电力或磁力被检测。
这些不能提供原子分辨率但可得到表面有关的重要信息。
原子力显微镜AFM
工作模式-轻敲模式
特点：
1）分辨率几乎同接触模式一样好；
2）接触非常短暂，因此剪切力引起的对样 品的破坏几乎完全消失；
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工作模式-轻敲模式
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相位成像(phase imaging)技术
通过轻敲模式扫描过程中振动微悬臂的相位变化 来检测表面组分,粘附性,摩擦,粘弹性和其他性质 的变化.
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G.Binning
H.Rohrer
STM工作原理基于量子力 学的隧道效应。当两电极之 间距离缩小到 1nm 时，由于 粒子波动性，电流会在外加 电场作用下，穿过绝缘势垒， 从一个电极流向另一个电极。 当一个电极为非常尖锐的探 针时，由于尖端放电使隧道 电流加大。 9
◆ 通常指纳米级（0.1nm～100nm）的材料、设计、 制造、测量和控制技术。纳米技术涉及机械、电子、 材料、物理、化学、生物、医学等多个领域。 ◆ 在达到纳米层次后，决非几何上的“相似缩小”， 而出现一系列新现象和规律。量子效应、波动特性、 微观涨落等不可忽略，甚至成为主导因素。
优点：可产生稳定、高分辨图像。 缺点： 可能使样品产生相当大的变形，对柔 软的样品造成破坏，以及破坏探针，严 重影响AFM成像质量。
38
工作模式-非接触模式
van der Waals force curve
d: 5~20nm 振幅：2nm～5nm
范德华吸引力
相互作用力是范德华吸引力，远小于排斥力. 微悬臂以共振频率振荡，通过控制微悬臂振幅恒定 来获得样品表面信息的。
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非接触模式（Non-Contact Mode）：
优点：没有力作用于样品表面。 缺点：由于针尖与样品分离，横向分辨率低；为 了避免接触吸附层而导致针尖胶粘，其扫描速度低于 Tapping Mode和Contact Mode AFM。通常仅用于非常 怕水的样品，吸附液层必须薄，如果太厚，针尖会陷 入液层，引起反馈不稳，刮擦样品。由于上述缺点， Non-contact Mode的使用受到限制。
32-原子力显微镜(AFM)
138实验三十二 原子力显微镜（AFM ）自从1982年，IBM 公司苏黎士实验室的葛·宾尼(Gerd Binnig )博士和海·罗雷尔(Heinrich Rohrer )博士等研制成功扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscopy , 简称STM)。
它使人们第一次能够实空间地观察单个原子的成象。
但是必须是导电样品，STM 才能进行观察。
1986年Binnig 、Quate 和Gerber 制作成功了第一台原子力显微镜。
由于原子力显微镜是测量针尖原子与样品表面原子的极微弱的排斥力，并不产生隧道电流，因此可测量不导电的材料，如绝缘体的表面结构。
【实验目的】1、了解原子力显微镜工作原理及其与扫描隧道显微镜的不同。
2、了解和基本掌握原子力显微镜的实验要求。
【实验原理】原子力显微镜(AFM)是由STM 发展的扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope, SPM)家族中应用最广泛的表面研究的工具之一。
一根十分尖锐的微探针与样品表面只有纳米或更小间距时，微探针尖端的原子和样品表面的原子之间产生相互作用的原子力，在间距较大时，原子力为引力；当间距减小，原子力逐渐从引力变成斥力。
这是由于价电子云的相互重叠和两个原子核的电荷间的相互作用的结果。
通常原子力显微镜(AFM)有几种运行模式。
在斥力或接触模式中，力的量级为1~10eV/Å(或10-9~10-8N).在引力或非接触模式中，范德瓦耳斯力、交换力、静电力或磁力被检测。
这些不能提供原子分辨率但可得到表面有关的重要信息。
在这里不讨论了。
【实验装置】图1 AFM 的微探针 图2 原子力探测原理示意图139 AFM 装置由AFM 主体、高压电源和控制单元和计算机及接口等组成。
AFM 装置中的振动隔离、扫描控制、反馈控制等与STM 基本相同。
而其力传感器是AFM 的关键部件，具有力常数10-2 102N/m 。
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原子力显微镜技术及应用实验报告
AFM原子力显微镜技术及应用实验报告AbstractAtomic force microscopy (AFM) is a powerful, non-invasive imaging tool used to visualize and measure nanoscale features, such as surface topography, cell adhesions, and even single molecules. This report provides a detailed description of the principles of AFM technology and its application in imaging nanoscale features. The experimental procedure used to generate images of nanoscale features is also demonstrated.IntroductionAtomic force microscopy (AFM) is a powerful and non-invasive imaging tool which can provide quantitative information on the surface topography of a sample at a nanometer scale. By scanning the surface of a specimen with a cantilever bearing a probe, it is possible to image and measure the surface topography of the specimen with nanometer resolution. AFM has found applicationsin a wide range of fields, from the study of surface topography of cells and polymers to the measurement of single molecule interactions.Principle of Atomic Force MicroscopyAtomic force microscopy employs a small probe at the tip of a cantilever to scan the surface of a sample. The cantilever is made of a spring-like material that oscillates up and down whensubject to a force. The probe is attached to the end of the cantilever, and its surface interacts with the surface of the sample. The cantilever is typically made of silicon or silicon nitride and the probe is made of a hard material such as diamond, silicon, or silicon nitride.ApplicationsAtomic force microscopy is used for a variety of applications. It can be used to image the surface topography of cells and polymers, to measure the friction between surfaces,and to measure the adhesion of cells and single molecules.In biological research, AFM is often used to image the surface topography of living cells and measure cell adhesion.This can be used to evaluate the health of the cells and tostudy cell adhesion mechanisms. AFM can also be used to image single molecules in order to measure their size, shape and conformation. This can be used to study the folding andunfolding of proteins and to measure the binding affinity between molecules.In materials research, AFM is often used to measure the friction between surfaces. It can be used to measure the wear of materials and to study the mechanical properties of materials at the nanoscale. It can also be used to measure the surface roughness of materials and to characterize the nanostructure of materials.Finally, AFM can be used to measure the adhesion of biological cells and single molecules. It can be used to study the adhesion of cells to surfaces, the forces involved in cell adhesion, and the contact angles between cells and surfaces. Furthermore, it can be used to study the binding interaction between single molecules and their surface or substrate.Experimental ProcedureThe basic experimental procedure for using AFM is as follows:1. Prepare the sample:The sample must be attached to a substrate such as a glass slide or a silicon wafer. The substrate must be clean and freeof contaminants.2. Set up the AFM:The AFM must be calibrated and the cantilever and probe must be prepared. The cantilever should be mounted in the AFM and the probe should be calibrated.3. Scan the Sample:The sample is scanned with the AFM in order to generate an image of the sample's surface topography.4. Analysis:The AFM image can be analyzed to measure features in the sample's surface topography.ConclusionAtomic force microscopy is a powerful imaging tool that can be used to visualize and measure nanoscale features, such as surface topography, cell adhesions, and even single molecules. This report has described the principles of AFM technology and demonstrated its application in imaging nanoscale features with an experimental procedure. It is clear that AFM technology is a powerful tool for research in biology, materials science, and other fields.。
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。
送样须知 - 上海交通大学分析测试中心
上海交通大学分析测试中心 送样须知Iac_office@2014‐3‐24目录材料微区分析室各台仪器送样须知 (4)(一)分析型透射电子显微镜（TEM）送样须知： (4)（二）生物型透射电子显微镜（BIO-TEM）送样须知： (5)（三）高分辨场发射扫描电子显微镜（SEM）送样须知： (7)（四）低真空超高分辨场发射扫描电子显微镜（SEM-LV）送样须知： (8)（五）大气下原子力显微镜（AFM）送样须知： (8)（六）环境可控扫描探针显微镜（SPM）送样须知： (9)（七）生物型原子力显微镜（AFM）送样须知： (10)（八）色散型共聚焦拉曼光谱仪（RAM）送样须知： (10)（九）变角度光谱椭圆偏振仪（VEL）送样须知： (11)（十）纳米粒度分析仪（PCS）送样须知： (12)（十一）离子溅射仪&蒸碳仪（IS）送样须知： (12)（十二）高温/真空/气份环境光学显微镜&CCD相机（HTOM）送样须知： (13)材料物性分析室各台仪器送样须知 (14)（一）综合物性测量系统（PPMS）送样须知： (14)（二）X射线光电子能谱仪（XPS）送样须知： (14)（三）扫描型X射线荧光光谱仪（XRF）送样须知： (16)（四）X射线衍射仪送样须知 (16)（五）能量色散X射线荧光光谱仪送样须知 (17)（六）小角X射线散射仪 (17)化学室各台仪器送样须知 (19)(一) 火焰-石墨炉原子吸收分光光度计 (19)(二) 电感耦合等离子体发射光谱仪 (19)(三) 电感耦合等离子体质谱 (20)(四) 离子色谱仪 (21)(五) 高频红外碳硫分析仪 (21)(六) 400MHz核磁共振波谱仪 (22)(七) 傅里叶变换离子回旋共振质谱仪 (23)(八) 圆二色光谱仪 (24)(九) 红外光谱仪 (25)(十) 显微红外光谱仪 (26)(十一) 自动旋光仪 (28)(十二) 紫外可见分光光度计 (28)(十三) 动态热机械分析仪 (29)(十四) 差示扫描量热仪 (30)(十五) 热重分析仪 (31)(十六) 同步热分析仪 (34)生命科学室各台仪器送样须知 (37)（一）超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用仪（UMS）来样须知： (37)（二）气相色谱仪（GC）来样须知： (38)（三）气相色谱-质谱联用仪（GCM）来样须知： (40)（四）全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪（GCT）来样须知： (41)（五）元素分析同位素质谱联用仪（EAI）来样须知： (42)（六）二维纳升液相色谱-线性离子阱质谱联用仪（LTQ）来样须知： (44)（七）纳升液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱联用仪（NLM）来样须知： (45)（八）高效液相色谱仪（HPL）来样须知： (47)（九）高效液相色谱仪（HPL）来样须知： (48)（十）全自动氨基酸分析仪（AAA）来样须知： (49)（十一）超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用仪（QQQ）来样须知： (52)材料微区分析室各台仪器送样须知尊敬的老师/客户，为了提高仪器的使用效率、保证检测质量、并向您提高满意的服务，请您在送样之前仔细阅读以下各仪器对送检样品的要求。
原子力显微镜(AFM)
由於AFM具有原子級的解析度，是各種薄膜粗糙度檢測，及微觀表面結構研究 各種薄膜粗糙度檢測， 各種薄膜粗糙度檢測 的重要工具，並且也很適合與掃描電子顯微鏡相搭配，成為從mm至nm尺度的 的重要工具 表面分析儀器；而AFM亦可在液體環境中操作，更可用來觀測材料表面在化學 觀測材料表面在化學 表面分析儀器 反應過程中的變化，以及生物活體的動態行為 生物活體的動態行為，可廣泛應用於生物科技及醫學 反應過程中的變化 生物活體的動態行為 科技上。另外就是AFM亦可應用於奈米結構之製作與加工 應用於奈米結構之製作與加工，目前已有多種可行 應用於奈米結構之製作與加工 方法，應用於超高密度記憶裝置及次微米電子元件的製作 應用於超高密度記憶裝置及次微米電子元件的製作。 應用於超高密度記憶裝置及次微米電子元件的製作
AFM的操作模式可大略分為以下三種：(1)接觸式：在接觸式操作下，探針與樣品問 的操作模式可大略分為以下三種： 接觸式 在接觸式操作下， 接觸式： 的操作模式可大略分為以下三種 的作用力是原子間的排斥力， 的作用力是原子間的排斥力，這是最早被發展出來的操作模式，由於排斥力對距離 非常敏感，所以接觸式AFM較容易得到原子解析度。在一般的接觸式量測中，探針 與樣品問的作用力很小，約為10-6至10-10N (Newton)，但由於接觸面積極小，因此過 大的作用力仍會損壞樣品表面，但較大的的作用力通常可得到較佳的解析度。因此 選擇適當的的作用力，接觸式的操作模式是十分重要的。(2)非接觸式：為了解決接 非接觸式： 非接觸式 觸式AFM可能損壞樣品的缺點，便有非接觸式AFM發展出來，這是利用原子間的長 可能損壞樣品的缺點，便有非接觸式 發展出來， 觸式 可能損壞樣品的缺點 發展出來 距離吸引力『凡德瓦爾力』來運作。 距離吸引力『凡德瓦爾力』來運作。凡德瓦爾力對距離的變化非常小，因此必須使 用調變技術來增強訊號對雜訊比，便能得到等作用力圖像，這也就是樣品的高度影 像。一般非接觸式AFM只有約50nm(10-9m)的解析度，不過在真空環境下操作，其解 析度可達原子級的解析度，是AFM中解析度最佳的操作模式。(3)輕敲式：第三種輕 輕敲式： 輕敲式 敲式AFM則是將非接觸式加以改良，其原理係將探針與樣品距離加近，然後增大振 則是將非接觸式加以改良，其原理係將探針與樣品距離加近， 敲式 則是將非接觸式加以改良 幅，使探針在振盪至波谷時接觸樣品，由於樣品的表面高低起伏，使得振幅改變， 使探針在振盪至波谷時接觸樣品， 再利用類似非接觸式的迴饋控制方式，便能取得高度影像。
扫描探针显微技术之二—原子力显微镜(AFM)技术
生物多样性研 究：通过FM技 术研究生物多 样性如微生物、 植物、动物等
其他领域的应用
生物医学 领域：研 究细胞、 组织、器 官的结构 和功能
材料科学 领域：研 究材料的 微观结构 和性能
纳米技术 领域：研 究纳米材 料的合成、 结构和性 能
环境科学 领域：研 究污染物 的形态和 分布
考古学领 域：研究 文物的微 观结构和 历史背景
原子力显微镜(FM) 技术
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02
原子力显微镜 (FM)技术概述
03
原子力显微镜 (FM)技术特点
04
原子力显微镜 (FM)技术应用 实例
05
原子力显微镜 (FM)技术发展 趋势和挑战
01 添加章节标题
02
原子力显微镜(FM)技 术概述
原子力显微镜(FM)定义
03
原子力显微镜(FM)技 术特点
高分辨率和高灵敏度
高分辨率：可以观察到纳 米级别的结构细节
高灵敏度：可以检测到非 常微小的力变化
非破坏性：不会对样品造 成破坏
多功能性：可以应用于多 种样品和环境
实时性：可以实时观察样 品的变化过程
操作简便：操作简单易于 上手
可在液相和气相中进行检测
液相检测：可在液体环境中进行检测适用于生物样品、化学样品等
提高自动化 程度：通过 改进软件和 硬件提高原 子力显微镜 的自动化程 度
拓展应用领 域：通过改 进原子力显 微镜的性能 和应用技术 拓展其在生 物、材料、 环境等领域 的应用
技术挑战和解决方案
技术挑战：分辨率和 灵敏度限制
解决方案：开发新型 探针和扫描技术
技术挑战：样品制备 和表面处理
解决方案：优化样品 制备和表面处理方法
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液体下敲击模式
操作同液体下的接触模 式
使用的探针是接触模式 使用的探针
由于探针处在液体中， 而非空气中，探针的共 振频率产生了改变，需 要重新设置
探针容易受到污染
3.1.2 摩擦力显微镜(LFM)
3.1.2 摩擦力显微镜(LFM)
3.1.1 斥力模式AFM 探针与样品之间进行原子间接触，利用它们
之间的斥力得到样品表面的形貌。 具有两种工作模式：
3.1.1.1 接触模式 3.1.1.2 敲击模式（间歇接触）
3.1.1.1 接触模式(Contact Mode)
接触模式 非接触模式
轻敲模式
接触模式探针
接触模式探针示意图
接触模式工作示意图
二. 探针与样品之间的作用力 2.1 力的分类
两个物体在距离上互相接近的过程中， 他们之间会产生各种各样的相互作用力，而 且与物体的特性有关。
1. 范德华力
范德华力存在于各种原子或分子之间,它的有 效距离在几个埃到几百埃的范围内.
利用它来测量表面形貌可达到纳米级的分 辨率，在范德华力区域扫描成像是非接触 的，可以避免损伤针尖。
1.2 扫描探针显微镜的特点及其应用
2、可实时地空得到实时间中表面的三维图像，可用于具有 周期性或不具备周期性的表面结构研究。
应用：可用于表面扩散等动态过程的研究。
3、可以观察单个原子层的局部表面结构，而不是体相或整 个表面的平均性质。
应用：可直接观察到表面缺陷、表面重构、表面吸附体的 形态和位置，以及由吸附体引起的表面重构等。
AFM_Contact_Feedback_Loop.swf
接触模式力曲线
接触模式力曲线
各种典型的力曲线
接触模式力的计算
F= k (△ Z ) △ Z =7.6div*10V/div*Z
piezo sensitivity
是探针和样品间范德华 力、静电力、毛细力 等综合力的表现
液体下的接触模式
液体环境下的接触模式
原子力显微镜（AFM）
扫描近场光学显微境 （SNOM）
弹道电子发射显微镜 （BEEM）
扫描力显微镜（SFM）
扫描探针显微镜 （SPM）
1.2扫描探针显微镜的特点及其应用
1. 分辨率高 横向分辨率可达
0.1nm
纵向分辨率可达
0.01nm
HM：高分辨光学显微镜；PCM：相反差显微镜；(S)TEM：（扫描）透射电子显微镜；FIM：场 离子显微镜；REM：反射电子显微镜
探针在垂直方向有一个小的振荡，比扫描 速度要快得多，刚性表面对探针产生更大的 阻力，微悬臂的弯曲就较大。采集微悬臂的 振荡形变（AC）信息，就可以得到力调制数 据，即不同的刚性的区域。
b. 力调制(force modulation)技术
3.1.5 检测纳米硬度的技术
用金刚石针尖可以进行材料表面与薄膜微硬度测 定，微载荷压痕、划痕研究。
3.1.4 检测材料不同组分的技术
a. 相位成像技术 b. 力调制技术
a.相位（phase)成像技术
探针共振时的振幅和相位图
a.相位（phase)成像技术
用于在轻敲模 式下的相分离 扫描
用于复合材料、 表面污染物等 测试
同时也可得到 比较清晰的轮 廓图
SEBS的分相结构
b. 力调制(force modulation)技术
度进行直接测量，还不能将样品磁化强度通针尖与样品间的力对应起 来，因为样品表面附近有很高的磁偶极密度，这样样品漏磁场最高的区 域是空间坐标内磁化强度变化最快的地方，MFM检测到的就是针尖在样 品上方感受到的最强力。 下面首先讲一下升起模式Lift Mode，也是非接触模式
3.2 磁力（MFM）显微镜
2.1 力的分类
2. 短程力：原子间斥力 对于短程力，有效针尖很小，要求在原子尺
寸，但一般的针尖大小在纳米尺度（5－ 40nm),如果得到原子尺寸的图像，就要要求 样品表面足够均匀及弹性变化不强。
2.1 力的分类
3. 跳跃接触 当探针和样品两个平面间距足够小时，它
们之间的力梯度等于它们二者中一个或两个 的势能二级导数，悬臂就会发生不稳定，与 样品表面跳跃接触在一起。
第二种原因是它们之间毛细力，相互吸引 使得针尖发生跳触。
2.1 力的分类
4. 黏附力 与样品的表面性质，杂质和缺陷有关
5. 摩擦力 悬臂与表面接触，同时又在表面上横向移动，产生 滑动摩擦。
6. 毛细力 7. 磁力，用以测试磁性材料表面的磁畴。 8. 静电力， 类似于磁力，可以用来测量表面的电荷密
度等。
3.2 磁力（MFM）显微镜 ——Lift Mode
Lift Mode 适用 于在轻敲模式下
6、在技术本身，SPM具有的设备相对简单、体积小、价格便 宜、对安装环境要求较低、对样品无特殊要求、制样容易、检 测快捷、操作简便等特点，同时SPM的日常维护和运行费用也 十分低廉。
1.2 扫描探针显微镜的特点及其应用
微米纳米结构表征，粗糙度，摩擦力，高度分布，自相关 评估，软性材料的弹性和硬度测试
一. 原子力显微镜的产生、基 本应用及其基本工作原理
1.1 扫描探针显微镜的产生的必然性
低能电子衍射 和
X射线衍射
高分辨透射电子 显微镜
光学显微镜 和
扫描电子显微镜
X射线光电子 能谱
场电子显微镜 和
场离子显微镜
样品具有周期性结构
用于薄层样品的体相和界面研究
不足分辨出表面原子
只能提供空间平均的电子结构 信息
是研究纳米摩 擦的工具
受样品表面粗 糙度的影响
受环境湿度温 度等影响
摩擦系数的比较、计算
3.1.3 化学力显微镜
把探针表面进行功能化 修饰，使针尖表面带有 特殊的官能团
这种官能团与样品表面 的官能团成键
在探针抬起的过程中， 这种化学键作用力就会 在力曲线上粘附力中反 应出来
原子力显微镜
Atomic Force Microscopy(AFM)
上海交通大学分析测试中心 李慧琴
基本内容
一. 原子力显微镜的产生、基本应用及其基本 工作原理
二 .探针与样品之间的作用力 三. 原子力显微镜的分类（AFM、MFM、Ｅ
ＦＭ、ＣＦＭ等） 四. 原子力显微镜测试结果的影响因素及其应
用展望
1.3 原子力显微镜（AFM）的基本工作原理
微悬臂长为100-200 微米
弹性系数0.0041.85N/m
针尖曲率半径30nm 微悬臂0.01nm的形
变，激光束反射到光
△ F=k*△电z接收器上，可变成 △ △z—形3-1变0n量m的位。
△ k—微悬臂的弹性系数
△ F—作用力
1.3 原子力显微镜（AFM）的基本工作原理
位置的精确控制：通过在电场作用下可以 伸缩的压电陶瓷完成。这种晶体在受到机械 力并发生形变时会产生电场，或给晶体加一 电场会产生物理形变。AFM中常用的是管状 压电陶瓷。
1.3 原子力显微镜（AFM）的基本工作原理
对微悬臂的设计要求
对微悬臂的设计要求： 1. 低的弹性常数，为了测量较小的力 2. 高的力学共振频率，为了得到与STM相当的数据采
2.2 力-距离曲线
三.扫描力显微镜的分类
3.1 原子力显微镜 3.1.1 斥力模式AFM 3.1.2 摩擦力显微镜 3.1.3 化学力显微镜 3.1.4 检测材料不同组分的技术 a. 相位成像技术 b .力调制技术 3.1.5 检测材料纳米硬度的技术
3.2 磁力显微镜 3.3静电力显微镜
3.1 原子力显微镜
照射到微悬臂背面的激光反射到一个具有四个象限的光电 检测器上，检测器不同象限接收的激光强度差值同微悬臂的 形变量形成一的比例关系。如微悬臂的形变为0.01nm,激光 反射到光电检测器上，则可变成3-10nm 的位移，足够产生 可测量的电压差，反馈系统根据检测器电压的变化不断调整 针尖或样品Z轴方向的位置，以保持针尖-样品间的作用力恒 定。通过测量检测器电压对样品扫描位置的变化，就可得到 样品的表面形貌图像。
3.6.6 纳米微硬度研究
微硬度测定
类金刚石薄膜 23，34，45μm 扫描范围500nm
微载荷划痕研究
10nm厚的类金刚石薄膜
扫描范围9μm，划痕长 5μm
3.2 磁力显微镜（MFM）
探针： 表面镀有一层磁性物质，如Co，Ni等 是一种长程力的测试，适用于磁性样品表面 在敲击模式中，同时进行非接触测试 分辨率取决于探针距离样品的距离 MFM是对针尖与样品漏磁场间的磁力作出响应，而不是对样品的磁化强
的程度得到的，检测微悬臂弯曲的方式有： 1. 隧道电流法：同隧道扫描中使用的方法类似，
2. 电容检测法：微悬臂受力而产生的位移将改变与 之相连的电容极间距离，电容值发生变化，电容 极间还可由一个压电陶瓷驱动器来控制
3. 光学检测法，有光干涉法和激光束反射检 测法。 可以检测出微悬臂0.01nm幅度的弯曲。
集速度和成像带宽。 3. 高的横向刚性，将微悬臂制成V形会提高刚性，为
了减少横向力的影响。 4. 短的悬臂长度，臂长越短，悬臂的弯曲角度就越
大，以提高检测灵敏度 5. 传感器带有镜子或电极，使得能通过光学或隧道电
流检测其动态位移 6. 带有一个尽可能尖锐的针尖
微悬臂弯曲的检测方式
AFM 微悬臂弯曲的检测方式： AFM图像是通过在样品扫描时测量微悬臂受力弯曲
Dendrimer-like Gold Nanoparticle[3]
DNA Translocation in Inorganic Nanotubes[4]
Diameter-Dependent Growth Direction of Epitaxial Silicon Nanowires[5]