原子力顯微鏡是一種可用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、納米功能材料、化工、生物研究和科研院所各種納米相關(guān)學(xué)科的研究實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域中，成為納米科學(xué)研究的基本工具。

它通過檢測待測樣品表面和一個(gè)微型力敏感元件之間的很微弱的原子間相互作用力來研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。將一對微弱力級端敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時(shí)它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。掃描樣品時(shí)，利用傳感器檢測這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級分辨率獲得表面形貌結(jié)構(gòu)信息及表面粗糙度信息。

那么afm原子力顯微鏡是如何展示結(jié)果的呢？

1、表面形貌和表面粗糙度

①原子力顯微鏡可以對樣品表面形態(tài)、納米結(jié)構(gòu)、鏈構(gòu)象等方面進(jìn)行研究，獲得納米顆粒尺寸，孔徑，材料表面粗糙度，材料表面缺陷等信息。

②能做表面結(jié)構(gòu)形貌跟蹤（隨時(shí)間，溫度等條件變化）。

③可對樣品的形貌進(jìn)行豐富的三維模擬顯示，使圖像更適合于人的直觀視覺。

2、**定位（納米片厚度/臺(tái)階高度）

在半導(dǎo)體加工過程中通常需要測量高縱比結(jié)構(gòu)，像溝槽和臺(tái)階，以確定刻蝕的深度和寬度。這些在SEM下只有將樣品沿截面切開才能測量，afm原子力顯微鏡可以對其進(jìn)行無損的測量。原子力顯微鏡在垂直方向的分辨率約為0.1nm，因此可以很好的用于表征納米片厚度。

3、相圖

作為輕敲模式的一項(xiàng)重要的擴(kuò)展技術(shù)，相位模式是通過檢測驅(qū)動(dòng)微懸臂探針振動(dòng)的信號源的相位角與微懸臂探針實(shí)際振動(dòng)的相位角之差（即兩者的相移）的變化來成像。引起該相移的因素很多，如樣品的組分、硬度、粘彈性質(zhì)，模量等。簡單來說，如果兩種材料從原子力顯微鏡形貌上來說，對比度比較小，但小伙伴又非常想說明這是在什么膜上長的另外一種，這個(gè)時(shí)候可以利用二維形貌圖+相圖來說明（前提是兩種材料的物理特性較為不同，相圖有明顯對比信號才可以哦）。