多功能原子力顯微鏡是一種高分辨率的顯微成像技術，不僅可以在納米尺度上對樣品表面進行形貌表征，還能研究物質的其他物理性質，如力學特性、磁性、電學性質等。核心部分是一根具有微小尖的懸臂梁（cantilever），其末端裝有探針。當探針靠近樣品表面時，原子之間的相互作用力（包括范德華力、靜電力、磁力等）將引起懸臂梁的偏折。通過激光反射系統(tǒng)或隧道電流方式檢測這種微小的偏折，即可獲得作用于探針上的力的信息。隨后，通過掃描樣品表面并記錄各點的作用力，便可構建出樣品表面的三維形貌圖。
1.高分辨率：AFM可以在納米甚至亞納米級別上提供有關表面形貌的詳細信息。
2.多面性：除了表面形貌外，AFM還可以測量樣品的其他物理性質。
3.適用性廣：可在空氣、液體等多種環(huán)境中工作，適用于不同的樣品類型。
4.無損傷：非侵入式測量方式使得對柔軟或脆弱樣品的觀測不會造成損害。
5.操作簡便：相對于其他顯微技術，AFM的操作更為簡單直觀。
主要功能：
1.表面形貌成像：最基本也是常用的功能，用于觀察從原子到微米尺度的表面結構。
2.力學性質映射：通過測量探針與樣品間的接觸剛度來獲取局部彈性模量等信息。
3.磁力性能探測：利用磁性探針可以對樣品表面的磁場分布進行成像。
4.電學性質分析：結合導電探針，AFM能夠進行局部電流或電勢的測量。
5.分子及化學識別：通過特定的探針修飾，AFM能在分子水平上識別不同化學物質。
多功能原子力顯微鏡的應用領域：
1.材料科學：研究各種材料的微觀結構和性質。
2.生命科學：觀察生物大分子如蛋白質、DNA等的結構及其相互作用。
3.數據存儲：用于研究磁存儲介質的表面磁疇結構。
4.微電子學：檢測半導體器件的局部電導率和失效分析。
5.納米加工：利用AFM探針進行納米刻蝕、操縱和組裝。
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