原子力显微镜
《原子力显微镜》课件
未来发展趋势
未来，原子力显微镜技术将进一步提高分辨率和扫 描速度，并应用于更多领域。
七、参考文献
1 相关学术论文
1. Title 1 2. Title 2 3. Title 3
2 专业书籍
1. Title A 2. Title B 3. Title C
二、工作原理
探针的作用
原子力显微镜使用微小的探针探测物质表面，获得原子级别的高分辨率图像。
检测原理
通过探测器记录探针的弯曲变化，从而推断物体表面的高度和形貌。
显示方法
利用电子信号将探测到的数据转化为高清图像，可实时显示。
三、应用领域
表面形貌和结构分析
原子力显微镜可用于观察材料 表面的形貌和结构，帮助研究 纳米级别的材料。
《原子力显微镜》PPT课 件
本课件将介绍原子力显微镜的工作原理、应用领域和优缺点分析，以及操作 和维护的常见问题解答。
一、前言
什么是原子力显微镜
原子力显微镜是一种高分辨率的显微镜，能够 观测到物质的原子尺度细节。
发展历史
原子力显微镜于1986年由Gerd Binnig和Heinrich Rohrer发明，获得了诺贝尔奖。
原子力显微镜的分辨率可达到纳米级别，扫描范围取决于探针的尺寸和扫描区域。
如何正确操作原子力显微镜
正确操作原子力显微镜需要进行样品制备、参数设置和扫描操作等步骤。
原力显微镜的维护
维护原子力显微镜需要保持清洁，及时更换探针并进行校准。
六、结论
原子力显微镜对科学研究的重要性
原子力显微镜在纳米级别材料研究和生物学研究中 发挥着重要作用。
纳米尺度材料表征
该技术可用于研究纳米颗粒、 纳米管和纳米线等纳米材料的 特性。
原子力显微镜(afm)的基本构成
原子力显微镜（afm）的基本构成原子力显微镜（Atomic Force Microscope，简称AFM）是一种用来观察物质表面形貌的高精密显微镜。
它采用原子力探针技术，可以在几个纳米至几个微米的尺度范围内进行观测，并能提供非常高分辨率的表面形貌信息。
AFM的基本构成包括机械支撑系统、探针系统和控制系统。
下面将分别介绍其构成要素。
1.机械支撑系统：机械支撑系统是AFM的重要组成部分，用于稳定和保持探针与样品之间的相对位置。
它通常由几个关键部件组成：-扫描装置：扫描装置用于水平移动样品或探针，以实现对样品表面的扫描。
扫描装置由X、Y、Z三个方向上的驱动器组成，可实现物理、电机或压电驱动。
-压电陶瓷：压电陶瓷在AFM中用于控制探针的位置和微小位移。
当施加电压时，压电陶瓷会发生形变，从而移动探针的位置。
-悬臂杆：悬臂杆作为一种机械支撑装置，用于支撑和稳定探针的位置。
悬臂杆通常由弹性材料制成，如硅或硅质材料。
2.探针系统：探针系统是AFM的核心部件，用于接触和测量样品表面的形貌。
探针系统通常由两个主要组件组成：-探针：探针是AFM中与样品直接接触并进行测量的部分。
它通常由硅制成，并在其一侧附着探针尖端。
探针尖端具有非常小的尺寸，在几纳米至几十纳米之间。
-接收器：接收器用于接收探针与样品之间的相互作用力。
它通常由光学或电子传感器组成，可测量探针的位移，并将其转换为电信号。
3.控制系统：控制系统用于控制和测量AFM的各种参数，以提供准确的表面形貌信息。
它通常由几个关键组件组成：-仪器控制器：仪器控制器用于控制AFM的各种操作，如扫描速度、力量控制等。
它具有一个用户界面，可以通过操作界面进行参数设置和图像显示。
-数据采集卡：数据采集卡用于接收和记录探针接触样品时的力信号，并将其转换为数字信号。
这些数据可以被后续分析软件用于生成图像和数据处理。
-反馈系统：反馈系统用于监测和控制探针与样品之间的相互作用力。
它通过比较实际测量力和设定的参考力，并调整探针位置和扫描速度，以保持探针与样品之间的相对位置不变。
原子力显微镜法
原子力显微镜法原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，简称AFM）是一种高分辨率的表面形貌和力学特性测量技术。
它通过在探针和样品表面之间施加微小的力量，利用谐振频率变化的检测原理获得样品表面的拓扑信息，从而实现纳米尺度的观测和测量。
本文将介绍 AFM 的基本原理、操作流程及其在纳米科学与纳米技术领域的应用。
一、基本原理原子力显微镜是基于探针与样品表面之间相互作用力的测量原理工作的。
探针端通过弹性变形受到样品表面的力作用，且力与距离成反比。
AFM以原子尺度的分辨率测量表面形貌，使用悬臂梁弹簧探针，通过测量力传感器的弯曲程度得到样品表面的高低起伏。
由于探针尖端可以被加工成非常尖锐的形状，所以可以实现纳米级别的表面成像。
二、操作流程1. 样品准备：将待测样品表面进行清洗和处理，确保表面干净平整。
2. 探针安装：选择合适的探针并安装在原子力显微镜仪器上。
3. 探针校准：使用标定样品或试样进行探针的校准调整，以确保测量结果的准确性。
4. 调整参数：根据样品的特性和需要测量的参数，进行原子力显微镜的工作参数设置。
5. 表面成像：将样品放置在仪器台面上，通过控制探针的移动和扫描模式，实现对样品表面的成像。
6. 数据分析：对得到的图像进行处理和分析，提取所需的拓扑和力学信息。
三、应用领域原子力显微镜法在纳米科学与纳米技术领域有着广泛的应用。
1. 表面形貌分析：原子力显微镜可以实现对材料表面的纳米级别形貌观测，如纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜等的形貌表征。
2. 纳米力学性质研究：通过在原子力显微镜中加入力曲线扫描模式，可以测量材料的力学性质，如硬度、弹性模量等。
3. 表面化学成分分析：结合原子力显微镜与其他表征手段，如扫描电子显微镜、能谱分析等，可以实现对样品表面化学成分的分析。
4. 生物医学应用：原子力显微镜可实现对生物分子及细胞的高分辨率成像和测量，对生物医学研究具有重要意义。
5. 纳米加工与纳米制造：利用原子力显微镜的扫描控制功能，可以进行纳米级别的构筑、雕刻和操控，用于纳米加工技术和纳米器件制造。
原子力显微镜(Atomic Force Microscope)
（3）轻敲模式
• 为解决接触模式和非接触模式的缺陷而发展； • 扫描方式：探针保持一定振幅（>20nm）轻轻敲击样品表面，与样 品间歇接触，当振荡的针尖向下接近表面时，由于吸引力的作用， 微悬臂没有足够的空间去振荡，其振幅将减小；而后，排斥力将 针尖反向向上振荡，振幅增大。反馈系统根据振幅变化，不断调 整针尖-样品间距来控制微悬臂振幅，使作用在样品上的平均力恒 定，从而得到样品的表面形貌。 • 相互作用力：引力和斥力交互作用； • 优点：针尖与样品接触时间很短，并有足够的振幅来克服针尖和 样品间的黏附力，因此对样品的破坏很小； • 适合样品：各种样品，特别适合生物和高分子等柔软、粘附性较 强的样品，并且不对它们产生破坏 ； • 可在真空、大气和液体环境中的应用，具有较高分辨率。
（2）非接触模式
• 为解决接触模式易损坏样品而发展；
• 扫描方式：探针与样品表面不接触，针尖在样品表面上方520 nm处扫描； • 相互作用力：范德华引力，针尖和样品间的距离通过保持微 悬臂共振频率或振幅恒定来控制 ； • 优点：对样品没有损坏； • 缺点：针尖和样品间距离较大，图像分辨率比接触模式低； • 实际上，由于大气环境下样品表面易吸附气体，非接触模式 比较难操作，同时也不适合在液体环境下使用。
AFM样品的制备
• 总体原则：样品表面尽可能平整，样品与基片的结合尽可能 牢固，必要时可采用化学键合、化学特定吸附或静电吸引的 方法固定； • 常用基片：云母、单晶硅片、玻璃、石英、高序热解石墨 （HOPG）等。 • 溶液：可旋涂、滴涂或浸涂于平整基片上，干燥备用； • 纳米薄膜材料：较厚的薄膜可以直接测定，较薄的薄膜应尽 量用基片支撑后测定 ； • 纳米粉体材料：应尽量以单层或亚单层形式分散并固定在基 片上。一般将其放入分散液（水或乙醇等）中，用超声波分 散，再根据纳米粒子的亲疏水性、表面化学特性等，选择合 适的基片，将超声分散过的溶液滴到基片上，烘干或晾干备 用。
化学物质的原子力显微镜
化学物质的原子力显微镜原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）是一种能够获得材料表面拓扑结构信息的先进纳米分析仪器。
利用其高分辨率的成像能力，我们可以观察和研究化学物质的微观结构和性质。
本文将介绍原子力显微镜的工作原理、应用领域以及未来的发展趋势。
一、工作原理原子力显微镜是一种基于在原子尺度上感知力的技术。
其工作原理可以简单概括为通过探针与样品表面之间的相互作用来获取样品表面形貌信息。
其关键部件是一个高精度的微悬臂，类似一个弹簧，其尖端装配有一个纳米级的探针。
当探针靠近样品表面时，通过悬臂的微弯变化，可以感知到与样品表面的相互作用力。
通过记录探针与样品的相对位置变化，就可以重构出样品的表面形貌。
二、应用领域1. 材料科学研究：原子力显微镜可以帮助我们观察材料的晶格结构、表面形貌和纳米尺度下的力学性质。
这对于材料研究和新材料的开发具有重要意义。
2. 纳米电子学：原子力显微镜可以在纳米尺度上探测和调控器件的结构和性能。
这对于纳米电子器件的设计和制备具有重要的参考价值。
3. 生物医学领域：原子力显微镜可用于研究生物材料的表面形貌、细胞力学性质和蛋白质折叠状态。
这对于生物医学研究、药物开发和疾病诊断具有重要作用。
三、未来发展趋势1. 高速成像：目前，原子力显微镜的成像速度相对较慢，通常需要几分钟到几小时来获得一张高质量的成像图像。
未来的发展方向是提高成像速度，实现快速、实时的成像。
2. 多模式集成：当前的原子力显微镜通常只能提供一种成像模式，如接触模式或非接触模式。
未来的发展方向是实现多模式集成，使得同一台仪器能够提供多种不同的成像模式。
3. 原位测量：原子力显微镜通常是在大气环境下进行成像，而在许多应用领域，如材料科学和生物医学，所研究的样品往往需要在真空、高温或湿润等特殊环境下进行测量。
未来的发展方向是实现原位测量，使得原子力显微镜能够适应更多的实际应用需求。
结语原子力显微镜作为一种强大的纳米级成像工具，已经在许多领域展现出巨大的潜力。
原子力显微镜(afm)的基本构成
原子力显微镜（afm）的基本构成原子力显微镜（Atomic Force Microscope，简称AFM）是一种测量样品表面形貌和力学性质的仪器。
它是在20世纪80年代末发展起来的一种非接触式表面探测技术。
AFM可以在几个纳米至亚纳米尺度范围内进行表面测量，可用于对样品的形貌、磁性、电导率等性质进行研究。
下面将介绍AFM的基本构成。
1.扫描压电陶瓷动力系统：该系统由扫描器和压电陶瓷驱动器组成。
扫描器通常由三个方向的压电陶瓷构成，通过改变瓷片的形变来实现样品表面的扫描。
压电陶瓷驱动器则负责产生电压信号，控制扫描器的移动。
这个系统的精度决定了扫描和测量的精度。
2.悬臂梁/探针：AFM的探测部分由一个非常尖锐的探针组成。
探针的尖端通常是金或硅制成，其尺寸可以从几纳米到亚纳米。
悬臂梁/探针连接到悬臂支撑系统，其作用是传递扫描过程中对样品表面的力信号。
3.光学探测系统：AFM使用光学技术来获取样品的形貌信息。
光学系统通常包括激光光源、光学透镜和位移检测器。
激光光源发出一束光束，照射到悬臂梁上，并反射到位移检测器上。
位移检测器测量悬臂的挠度，并将其转换为电信号。
4.反馈系统与力曲线：AFM通过一个反馈系统来实现对扫描过程中的力信号的控制。
反馈系统会监测探针受到的力，将其与设定的力进行比较并进行调整，以保持恒定的力作用在探针上。
此外，反馈系统还会记录力曲线，即探针所受到的力与其在样品表面扫描位置之间的关系。
5.控制和数据分析系统：AFM的控制系统通过电脑来实现。
该系统控制扫描器的移动和力信号的获取，并根据获取的数据进行分析和处理。
用户可以通过电脑软件来控制AFM仪器的各种参数，并进行样品表面的三维成像、力谱分析等。
除了以上基本构成外，AFM还可以根据研究需求配备不同的显微镜头，以扩展其应用范围。
常见的显微镜头包括原子力显微镜（Atomic Force Microscope，简称AFM）、磁力显微镜（Magnetic Force Microscope，简称MFM）、电导率显微镜（Conductive Atomic Force Microscope，简称C-AFM）等。
原子力显微镜的工作原理
原子力显微镜的工作原理原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）是一种高分辨力的显微镜工具，其工作原理是基于扫描探针测量样品表面的物理性质。
与传统的光学显微镜相比，原子力显微镜能够获得更高的空间分辨率，可以观察到原子尺度的表面形貌和力学性质。
一、扫描探针的原理原子力显微镜采用一根非常细的探针来扫描样品表面。
这个探针通常是由硅制成，其尺寸仅为几纳米至十几纳米。
探针的尖端有一个针尖，可以与样品表面产生相互作用。
二、探针与样品表面的相互作用力当探针靠近样品表面时，探针与样品之间会产生相互作用力。
这种相互作用力包括吸引力和排斥力。
吸引力是由于范德华力的作用，而排斥力则源自静电力的作用。
这些作用力与探针与样品间的距离有关。
三、应力传感器原子力显微镜的探针上安装有一个应力传感器。
当探针受到样品表面的作用力时，传感器会感受到这种力的微小变化。
这些变化会转化为电信号，并传输到探针移动部分。
四、反射光束原子力显微镜还配备有一个激光光束，它会照射在探针的背面并反射到光学探测系统中。
激光光束的反射位置与探针的位置密切相关。
五、控制系统控制系统负责探针的移动和扫描样品表面。
它会根据传感器接收到的信号调整探针与样品间的距离，以保持传感器所测得的力保持在一个恒定的数值范围内。
通过控制系统的运行，我们可以获得样品表面的拓扑图像。
六、数据处理和图像重建原子力显微镜测量得到的数据需要进行处理和图像重建，以便于观察和分析。
常用的数据处理方法包括平滑处理、滤波和线性化处理等。
图像的重建通常是通过扫描控制系统采集到的数据进行插值和平均化处理。
七、应用领域原子力显微镜的应用非常广泛。
在物理学领域，它可以用于研究纳米级别的力学性质、磁性和电子性质。
在生物学领域，原子力显微镜可以被用来观察细胞和生物分子的结构，以及研究生物体系的力学性质。
在材料科学和化学领域，原子力显微镜则可以获得材料和化学反应表面的形态和性质。
原子力显微镜
T47D细胞被附着在包被了伴刀豆球蛋白A的微悬臂上
20
4、AFM观察动态生物过程
▪ AFM也是观察细胞生物过程的非常有效的工具。Haeberle 等用AFM记录了单个病毒颗粒从被感染细胞中释放的过程。
▪ Ohnesorge以类似的方法研究了痘病毒和活细胞，得到了 痘病毒感染活细胞全过程的AFM图。通过活着的细胞观察 子代病毒颗粒-并用AFM在水溶液环境中在分子水平分辩 出有规则重复的烙铁状结构(宽7-11nm长60-90nm,和准有 序的环状结构(直径5-10nm)观察中发现在感染前后最初几 小时,细胞并无显著变化;子代病毒粒子沿细胞骨架进入细 胞内部,还发现了胞吐、病毒颗粒聚集等现象。
▪ Protein-protein interactions
▪ Yokokawa M, Wada C, Ando T, et al. Fastscanning atomic force microscopy reveals the ATP/ADP-dependent conformational changes of GroEL. EMBO J 2006;25:4567-76
▪ Thie M, Interactions between trophoblast and uterine epithelium:monitoring of adhesive forces, Hum.Reprod. (1998) 13 (11):3211-3219.
18
3、AFM检测活细胞间相互作用
原子力显微镜（AFM）
1
目录
▪ AFM的成像原理 ▪ AFM用于生命科学的优势与特点 ▪ AFM在细胞生物学中的应用 ▪ AFM存在的问题 ▪ AFM最近的研究进展 ▪ 总结与展望
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机械制造及自动化系
纳米科学与技术
3. 原子力显微镜的总体结构组成
第3章 原子力显微镜
机械制造及自动化系
纳米科学与技术
第3章 原子力显微镜
3.2 原子力显微镜的测量和扫描模式
1. AFM检测的要求
探针尖和试件表面非常接近时，二者间的作用力极为复杂，有原子(分子、离子) 间的排斥力(库仑力)、吸引力(范德华力)、磁力、静电力、摩擦力(接触时)、粘附力、 毛细力等。AFM的检测成像用的是原子(分子、离子)间的排斥力(接触测量)或吸引力 (非接触测量)，而其他各种作用力对AFM的检测成像并无帮助，而只是起干扰影响作 用。
第3章 原子力显微镜
3. 5 影响AFM测量精度的若干问题分析
1. 探针作用力引起的试件表面变形
2. 微悬臂对测量结果的影响
1 1 1 1 1 k [ ] kc kt k g k s
1 1 1 1 ki [ ] kt k g k s
ki z h k c ki
第3章 原子力显微镜
Fa 2Rh / r
在R = 50～100 nm，相对湿度在40～80％时， 毛细力大约在几十nN数量级。
3. 液体中针尖－试件间的相互作用力
探针和试件都浸入液体内进行测量时， 可以完全消除毛细现象，因此可不受毛细力 的干扰，使测量时的作用力大大减小，而且 可以： 1)检测软质试件； 2)可以观察检测活的生物细胞； 3)可以观察研究“固液界面” 。
机械制造及其自动化
哈尔滨工业大学机电工程学院 航空宇航制造工程系
纳米科学与技术
第3章 原子力显微镜
第三章 原子力显微镜
3.1 原子力显微镜简介
1. 原子力显微镜的发明和扫描力显微镜的发展 2. 原子力显微镜的基本工作原理
激光 探测器 微悬臂和探针
微悬臂 AFM 扫描驱动 试件 AFM探针 STM 探针
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第3章 原子力显微镜
1)在AFM采用接触测量时，ki > 0，实测高度Δz将小于试件表面真实的起伏。 2)在AFM采用恒力测量模式时，针尖一试件间的相互作用力需保持不变。当检 测中作用力发生变化kiΔh时，反馈系统通过改变Δz,使悬臂的变形力产生变化, 而达到平衡 ：kc (Δz – Δh) = ki Δh
相互作用距离 ~0.1m ~10－7m ~10－7m ~10－3m ~10－9m
磁力
静电力 长 程 力 毛细力
液固界面力
范德华力 粘附力 短 程 力 排斥力 弱相互作用力 强相互作用力 针尖一试件间（R>>Z） 跳跃接触 针尖试件接触
~10－7m
~10－8m ~10－9m ~10－10m ~10－15m ~10－15m
AR 1 2 Fv = 6 z
Hamaker常数A是决定范德华作用能大小的关键性参数
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2）针尖－试件原子间作用力和距离的关系
第3章 原子力显微镜
针尖－试件原子间作用力和距离的关系
Al针尖和Al试件距离不同时相互作用力
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3）针尖和试件“接触”的概念
u( z) 2 2 2 1 8 F ( z) 12 4 R[ 2 ] 8 z 3 30 z z
F ( z) 3 2 3 2 9 3 F ( z) 12 R[ 3 ] 9 z 4 15 z z
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第3章 原子力显微镜
4. 在液体中AFM的检测
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第3章 原子力显微镜
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第3章 原子力显微镜
水下Au111)的AFM图像(Manne,1990) 原子分辨率的起伏幅度约1 Å。
DNA的AFM图像(Digital Instruments)
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2. AFM工作时针尖－试件间的相互作用力
1）相互排斥的库仑力和相互吸引的范德华力 （1）原子间的排斥力 原子（分子）间的排斥力是由于原子外 面的电子云相互排斥而产生的，原子间的排 斥力是很强的，在AFM测量时排斥力在10 － 8 ～10 －11N数量级，是短程的相互作用力，作 用距离在10 －10m，随距离增加排斥力迅速衰 减。 （2）原子间的相互吸引力 原子(分子)间相互吸引的范德华力, 是原 子或分子靠近时产生相互极化而产生的微弱 引力。属长程力，作用距离可达10－8 m以上。
2 2 2 8 4 ] k ( z - zA ) = F ( z ) 12 R[ 2 8 3 z 30z
k ( z z A ) F0 [
z
2 2
8 8
ZA
Z
30z
]
F0 2 8 zA z [ 2 ] 8 k z 30z
1 7 2 uT k ( z z A ) F0 [ ] 7 2 z 210z
第3章 原子力显微镜
石墨H位上的两种电荷密度分布
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范德华力，由三部分组成：
第3章 原子力显微镜
(1) 偶极－偶极相互作用力，即两个偶极子之间的作用力； (2) 偶极－感应偶极间的相互作用力,同被它感应的偶极子间的相 互作用力； (3) 色散力，它存于中性的原子或分子间。这些中性的原子或分 子的时间平均偶极矩为零，但是由于电子不断围绕原子核运 动，在某一瞬间可能产生一定的偶极矩，使得中性原子或分 子之间产生瞬时间偶极矩作用，从而产生了色散力。
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现在还不能完全控制AFM在液体中不同条 件时的针尖－试件间的相互作用力，作用机理 也不完全清楚。但AFM在液体中测量，因消除 了毛细力，可以使针尖－试件间的作用力，比 在真空中测量降低两个数量级。这对检测柔软 生物细胞，低弹性模数的软质材料极为重要。
第3章 原子力显微镜
AFM检测试件表面微 观形貌时，现在采用 三种不同的扫描成像 模式： 1)接触扫描成像模式 (contact mode)， 2)非接触扫描成像模 式或抬高扫描成像模 式(non-contact mode 或 lift mode), 3)轻敲扫描成像模式 (tapping mode)
第3章 原子力显微镜
2. 作用力的检测模式
1) 恒力测量模式； 2) 测量微悬臂形变量的测量模式； 3) 恒力梯度测量模式：ω1∝(k―F’ )1/2 4) 力梯度测量模式。（Q 值通常指谐振器的 品质因数. 一个较高的Q值可以使器件对外部阻 尼运动非常敏感）
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3. AFM检测时的扫描成像模式
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3）轻敲扫描成像模式
第3章 原子力显微镜
AFM轻敲扫描针尖振荡示意图
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1. 探针与试件间的各种作用力
1）各种长程力和短程力
作用力 举例 生物铁磁体 磁畴 针类—试件间电容 玻璃上水膜 针尖和试件间凹面
第3章 原子力显微镜
3.3 探针与试件间的作用力
1) 纯几何的测量误差, 即针尖和试件表 面接触点改变，造成的测量误差。； 2) 针尖–试件间的横向作用力, 使探针 弯曲, 造成测量误差。 3) 针尖–试件间作用力和距离变化的非 线性，造成测量误差。
系统的总能量uT ，应是针尖－试件相 互作用能与悬臂弯曲势能之和
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第3章 原子力显微镜
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第3章 原子力显微镜
3.4 毛细力和AFM在液体中测量
1. 试件表面的吸附层
化学吸附 亲水 物理吸附 疏水
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2. 毛细力及其对AFM测量的影响
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2）探针尖接近试件过程中发生作用的各种力
第3章 原子力显微镜
探针－试件间距离在10 μm左右时，空气阻尼力 探针－试件间距离在100～1000nm时，主要静电力和磁力相互作用 探针－试件间距离在10～100nm处，吸附水膜产生几百nN吸引力的毛细力 针尖－试件距离到达10 nm左右时 ，原子(分子、离子)间吸引的范德华力 针尖－试件间距离小到1 nm以内时，原子间相互排斥的厍仑力开始起作用 3）AFM测量时利用的相互作用力 在接触测量时，检测的是它们间的相互排斥力； 在非接触测量时，检测的是它们间的相互吸引力 4）针尖－试件间其他作用力及其应用于各种扫描力显微镜 针尖－试件间相互作用的磁力，可制成检测材料磁性能的磁力显微镜(MFM)； 针尖－试件间相互作用的静电力，可制成检测材料表面电场的电势的静电力显微镜 (EFM)； 探针－试件接触滑行时的摩擦力，可制成研究材料摩擦磨损行为的摩擦力显微镜 (FFM)；
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3. 探针尖曲率半径对测量结果的影响
第3章 原子力显微镜
使用商品的Si3N4四棱锥探针尖检测 所获得的聚酰亚胺薄膜AFM图像
使用ZnO晶须作探针尖检测，所获 的聚酰亚胺薄膜AFM图像
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4. 试件表面廓形高低起伏不平i z 1 h kc
故在恒力测量模式时，测出的试件廓形高低, 大于 真实的高低，即测量结果在垂直方向有放大作用， 造成测量廓形的误差
3)在AFM测量时, 针尖的预置力越大，纵向测量结果的放大作用也越大，即纵 向畸变也增大。为减小测量误差，应尽量采用小的针尖预置力。 4) AFM测量结果的纵向放大量（畸变）和微悬臂的刚度有关。在采用等间隙 测量模式时，从式中可看，采用刚度kc较低的微悬臂较为有利，可以减小纵 向测量误差。但如采用恒力测量模式时，从式(4-22)看，为减小纵向测量误差, 应采用刚度较高的微悬臂，和采用等间隙测量模式时正好相矛盾。因此可知， 微悬臂刚度的选择和AFM的测量模式有关。