原子力顯微鏡探測到的原子力由兩種主要成分組成:一種是吸引力即范德瓦耳斯力;另外一種是電子云重疊而引起的排斥相互作用。
原子力顯微鏡AFM掃描的時間較短,如果掃描一幅圖像需要十多分鐘,那么周圍的點干擾,光干擾以及震動,溫度的變化等因素會直接影響到圖像的準(zhǔn)確性及完整性。
原子力顯微鏡的針尖是整個儀器很脆弱的部分,一碰即斷,所以要防止一切物體與針尖直接接觸,實驗過程中,若實驗采用的是接觸模式,周圍環(huán)境的震動會影響到圖形的測量結(jié)果,因此需要盡量保持實驗桌的穩(wěn)定,否則可能會破壞掃描出來的圖像。
原子力顯微鏡AFM的優(yōu)點
1、具有原子級的高分辨率,也就是可以分辨出單個原子,且放大倍率連續(xù)可調(diào)(幾百倍-上千倍);與傳統(tǒng)的電子顯微鏡,特別是與掃描電子顯微鏡相比,原子力顯微鏡具有非常高的橫向分辨率(0.1-0.2nm)和縱向分辨率(0.01nm)。
2、能夠?qū)崟r的觀測表面的三維立體圖像,這種實時觀測的性能可以用于表面擴(kuò)散等物理化學(xué)過程的監(jiān)視及檢測。
3、可以在真空,大氣,常溫等不同的環(huán)境下進(jìn)行工作,甚至可以將樣品浸在水里面或是其他溶液中,并且不需要特別的制樣技術(shù)。探測的過程中不會對樣品造成損傷。可以對導(dǎo)體,半導(dǎo)體,絕緣體等多種樣品進(jìn)行觀察,可用于各種表面膜的實時觀測。
4、不需要高真空的必要工作條件,且體積小,成本低,性價比高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一般的掃描電鏡。