AFM原子力顯微鏡，眾所周知，材料表面的微觀幾何形貌特性在很大程度上影響著它的許多技術(shù)性能和使用功能。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步，對各種材料表面精度也提出了越來越高的要求。而隨著用戶對產(chǎn)品的要求越來越高，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，制造業(yè)自動化水平的提高，許多行業(yè)面臨整個工藝流程的改革，這給表面檢測帶來了機會。
AFM ( Atomic Force Microscope )，即原子力顯微鏡，它可以在大氣和液體環(huán)境下對各種材料和樣品進行納米區(qū)域的物理性質(zhì)包括形貌進行探測，或者直接進行納米操縱;用AFM觀察材料表面形貌，為研究樣品形態(tài)結(jié)構(gòu)提供了便利，有助于監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，改善工藝。
AFM原子力顯微鏡的原理：
當(dāng)原子間距離減小到一定程度以后，原子間的作用力將迅速上升。因此，由顯微探針受力的大小就可以直接換算出樣品表面的高度，從而獲得樣品表面形貌的信息。
AFM原子力顯微鏡原理圖
AFM原子力顯微鏡的特點：
( 1 )原子力顯微鏡掃描能提供各種類型樣品的表面狀態(tài)信息。與常規(guī)顯微鏡比較，原子力顯微鏡的優(yōu)點是在大氣條件下，以高倍率觀察樣品表面，可用于幾乎所有樣品(對表面光潔度有一定要求)，而不需要進行其他制樣處理，就可以得到樣品表面的三維形貌圖象。
AFM三維形貌圖
( 2 )可對掃描所得的三維形貌圖象進行粗糙度計算、厚度、步寬、方框圖或顆粒度分析。
AFM粗糙度圖示
( 3 ).高分辨力遠遠超過掃描電子顯微鏡(SEM)，以及光學(xué)粗糙度儀。樣品表面的三維數(shù)據(jù)滿足了研究、生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗越來越微觀化的要求。
AFM圖樣
( 4 ).非破壞性，探針與樣品表面相互作用力為10-8N以下，遠比以往觸針式粗糙度儀壓力小，因此不會損傷樣品，也不存在掃描電子顯微鏡的電子束損傷問題。另外掃描電子顯微鏡要求對不導(dǎo)電的樣品進行鍍膜處理，而原子力顯微鏡則不需要。
AFM制樣時對樣品導(dǎo)電并無要求
AFM原子力顯微鏡的應(yīng)用：
AFM原子力顯微鏡可用于表面觀察、尺寸測定、表面粗糙測定、顆粒度解析、突起與凹坑的統(tǒng)計處理、成膜條件評價、保護層的尺寸臺階測定、層間絕緣膜的平整度評價、VCD涂層評價、定向薄膜的摩擦處理過程的評價、缺陷分析等?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、航空、納米功能材料、生物、化工、食品、汽車、地質(zhì)學(xué)、冶金、醫(yī)藥研究等納米相關(guān)學(xué)科的研究實驗領(lǐng)域中，成為納米科學(xué)研究的基本工具。
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