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。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極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)。

Afm原子力顯微鏡的樣品制備

根據(jù)針尖與試樣表面相互作用力的變化，原子力顯微鏡主要有3種操作模式：接觸模式,非接觸模式和敲擊模式。

接觸模式：afm原子力顯微鏡很直接的成像模式。在整個(gè)掃描成像過程之中，探針針尖始終與樣品表面保持接觸，而相互作用力是排斥力。掃描時(shí)，懸臂施加在針尖上的力有可能破壞試樣的表面結(jié)構(gòu)，因此力的大小范圍在10-10～10-6Ｎ。若樣品表面柔嫩而不能承受這樣的力，則不宜選用接觸模式對(duì)樣品表面進(jìn)行成像。

非接觸模式：非接觸模式探測試樣表面時(shí)懸臂在距離試樣表面上方5～10nm的距離處振蕩。樣品與針尖之間的相互作用由范德華力控制，通常為10-12Ｎ，樣品不會(huì)被破壞，而且針尖也不會(huì)被污染，特別適合于研究柔嫩物體的表面。不足之處，要在室溫大氣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)這種模式十分困難。因?yàn)闃悠繁砻娌豢杀苊獾貢?huì)積聚空氣中的水，它會(huì)在樣品與針尖之間搭起小小的毛細(xì)橋，將針尖與表面吸在一起，從而增加尖部對(duì)表面的壓力。

輕敲模式：輕敲模式介于接觸模式和非接觸模式之間，是一個(gè)雜化的概念。懸臂在試樣表面上方以其共振頻率振蕩，針尖僅僅是周期性地短暫地接觸/敲擊樣品表面。這就意味著針尖接觸樣品時(shí)所產(chǎn)生的側(cè)向力被明顯地減小了，因此當(dāng)檢測柔嫩的樣品時(shí)，原子力顯微鏡的敲擊模式是很好的選擇之一。一旦afm原子力顯微鏡開始對(duì)樣品進(jìn)行成像掃描，裝置隨即將有關(guān)數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，如表面粗糙度、平均高度、峰谷峰頂之間的ZUI大距離等，用于物體表面分析。同時(shí)，原子力顯微鏡還可以完成力的測量工作，測量懸臂的彎曲程度來確定針尖與樣品之間的作用力大小。

粉末樣品的制備：粉末樣品的制備常用的是膠紙法，先把兩面膠紙粘貼在樣品座上，然后把粉末撒到膠紙上，吹去為粘貼在膠紙上的多余粉末即可。

塊狀樣品的制備：玻璃、陶瓷及晶體等固體樣品需要拋光，注意固體樣品表面的粗糙度。

液體樣品的制備：液體樣品的濃度不能太高，否則粒子團(tuán)聚會(huì)損傷針尖。（納米顆粒：納米粉末分散到溶劑中，越稀越好，然后涂于云母片或硅片上，手動(dòng)滴涂或用旋涂機(jī)旋涂均可，并自然晾干）。