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日本精工SPA-400原子力显微镜说明书（中文版）-D（E-3）ECCONTROLLER编码:0903-ECX-003/9911N概要EC控制器（Electrochemical Controller）是追加在以SPI33800N Probe Station为核心的SPM系统中，使其能进行各种电化学测定（EAFM以及ESTM）的option adaptor。
连接在相应电化学测定的Unit?和SPI3800N电气部分的中间。
EC控制器全图?注：?SPA400，SPA300，STA330等。
?有时现货略有差异。
规格和构成关于EC控制器（SEC-370）规格，构成的说明。
→外观以及尺寸重量（如下所示）外观以及尺寸,重量正面盘POWER这是给EC 控制器提供电源的开关。
因使用自光式开关，处于On 的位置时，灯会点亮。
在SPI3800+STA330Unit+EC 控制器的系统中，无论是否进行电化学控制，请务必将电源开关打到On 位置。
若处于Off 位置的话，因不能检验tunnel 电流而不能正常靠近(Approach)，会损坏探针和试样。
ALARM (报警灯) : SI该报警灯是为了确认试样的电化学电流是否进入了能检验的范围。
超过能检验的范围 (换算为电压 10V)，灯会点亮。
灯点亮时，请按下述方法处理。
·(在“电流－电位曲线（试样）”或“电流－时间曲线”方式时),将“电流测定范围”的值增大。
→[电流-电位曲线(试样)]对话框 [电流-时间曲线]对话框·加大滤波器[ 7 SAMPLE]的值。
·确认各个电极是否浸在液体中。
·确认各个电极，连接和配线有无异常。
有时在将电源刚打到On 或EC 控制器和各个电极 (探针除外)没有互相连接(根据软件的设定)的情况下，灯会点亮，但这并非异常。
1ALARM (报警灯) : RE这是确认参照电极动作是否正常的报警灯。
相对于模拟地线[28A.GND]的参照电极的电位超过可控制范围时，灯会点亮。
原子力显微镜 Atomic Force Microscopy 成像原理与中文简易操作手册NT-MDT P7LS Bio P47编辑者陈哲雄林俊勋林纹瑞吴靖宙指导老师张宪彰成功大学医学工程所生医感测实验室前言 3一原理4二原子力显微镜的硬体架构621 Force sensing part622 Position sensing part623 Feedback system7三操作模式831 Contact mode 8com 在 Contact-mode AFM 下所延伸出来的 image types 8com Feed-back Loop Schematic in the contact mode 932 Non-contact mode and Semi-contact mode10com 在非接触式半接触式AFM 下所延伸出来的 image types10com Feed-back Loop Schematic in the semi-contact mode11四Image Types1241 Lateral Force Microscopy LFM1242 Force Modulation Microscopy FMM 1343 Force vs distance F vs d curve14成功大学成功大学成功大学44 Electrostatic Force Microscopy EFM 1545 Phase Detection Microscopy PDM 1646 Magnetic Force Microscopy MFM 17医学工程研究所医学工程研究所医学工程研究所五P7LS的硬体架构 18六Bio P47的硬体架构 20七软体简介23Contact mode 操作步骤 25生医感测实验室制生医感测实验室制生医感测实验室制Tapping mode 操作步骤 29 2前言自从一九八二年 Binning 与 Rohrer 共同发明了扫描式穿隧电子显微镜ScanningTunneling Microscopy STM 之后人类在探讨原子尺度的欲望上更向前跨出了一大步对於材料表面现象的研究也更加的深入在这之前能直接看到原子结构的仪器只有场离子显微镜 Field Ion Microscopy FIM 与电子显微镜 Electron Microscopy EM 但碍於试片的制作及操作环境的限制对於原子结构的研究极为有限而 STM的发明克服了这些问题不过STM所分析的材料只能局限於导体或半导体但是在一九八五年由 IBM 公司的Binnig 与史丹佛大学的 Quate所开发原子力显微镜 Atomic Force Microscopy AFM 发明之后利用探针针尖和欲测试样本间凡得瓦作用力的强弱得知样本表面的起伏高低和几何形状且样本可为导体或非导体更解决了 STM在材料上的限制由於 AFM的发明引起了许多的扫描探针显微镜的发展探针和样本表面之间的作用力并不局限於原子作用力如静电力显微镜Electrostatic Force microscopy EFM 磁力显微镜Magnetic Force Microscopy MFM 侧向力显微镜Lateral Force Microscopy LFM 近场光学显微镜 Near-field Scanning Optical Microscopy NSOM 表面电位显微镜 Surface KelvinMicroscopy SKM 表面电容显微镜 Surface Capacitance Microscopy SCM 等都是利用探针方式来取得样本表面的讯息在藉由影像的方式来把样本的表面特性给呈现出来AFM除了拥有其他仪器无法达到的原子级的解析度的能力外其量测的环境可不必在真空的环境中直接可在大气中或者在液相中因为这两项的特点其应用性就更加的广泛了在液相中的量测除了改善了在空气中量测上水气所造影响之外在对於生物样本的量测上可使生物样本在其最适合的生理环境中被观察及量测所以 AFM 在这方面的优势更是在生物体观察上开创了不一样局面也提供了生物学者在实验上有了另一方面的思考方向。
原子力显微镜使用手册
原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）是一种高分辨率的显微镜，可以用于观察物质表面的形貌和性质。
下面是原子力显微镜使用手册的详细介绍：1. 准备工作在使用原子力显微镜之前，需要进行一些准备工作。
首先，需要将样品放置在样品台上，并使用夹具夹紧。
然后，需要将显微镜的探针安装到探针支架上，并调整探针的位置和角度，使其与样品表面垂直，并且探针尖端与样品表面的距离在几纳米范围内。
2. 调整参数在进行实际观察之前，需要对原子力显微镜的参数进行调整。
这些参数包括扫描速度、扫描范围、扫描模式等。
根据不同的样品和观察要求，需要选择合适的参数进行调整。
3. 开始扫描当参数调整完成后，可以开始进行扫描。
在扫描过程中，原子力显微镜会通过探针与样品表面之间的相互作用力来获取样品表面的形貌和性质信息。
扫描完成后，可以得到一张高分辨率的样品表面图像。
4. 数据分析得到样品表面图像后，需要进行数据分析。
可以使用原子力显微镜软件对图像进行处理和分析，例如测量样品表面的高度、粗糙度、形貌等参数。
此外，还可以进行力-距离曲线分析，以了解样品表面的力学性质。
总之，原子力显微镜是一种非常强大的工具，可以用于研究各种材料的表面形貌和性质。
使用原子力显微镜需要一定的技术和经验，但只要掌握了正确的使用方法，就可以得到高质量的数据和图像。
原子力显微镜操作详细流程原子力显微镜操作简要说明一、设备开机1、打开原子力显微镜主机电源（在光学平台下方）。
2、开启电脑、运行软件（软件10，如有问题可换9重新运行）。
3、在软件界面点击 SPM init 进行设备初始化，如显示SPM OK 可继续操作，如不显示SPM OK重启软件。
4、点open door开操作门，点灯泡按钮照亮。
二、样品准备1、将表面洁净样品使用专用双面胶粘贴至设备配备的圆形载物片上（最好两个台子一起使用，以便旋转样品）。
2、通过检测组件上的按钮或者软件点open door开启样品室舱门，点灯泡按钮照亮，点击软件界面上的AFM-STM退针钮使显微镜探头缩回。
3、使用专用镊子将样品连同载物片放入磁性样品台上，小心调整样品区域之中间。
小心不要碰触探头、激光源等。
4、点击软件界面的AFM-STM使探头移回。
关闭舱门。
三、操作程序1、运行软件的camera功能，点击绿色的play键。
运行approach，点击蓝色step move，将样品降低到安全距离。
2、运行软件的aiming功能，点击tools-motors-video calibration-右下角specify laser step 1-Alt+左键-确定-手动Alt+左键点击红十字中心，使激光与十字匹配。
3、运行AFM钮，使针头伸出。
点击Shift+左键点击针悬臂梁的中间或偏上三分之一处，点击move laser使激光移动到点击位置，然后用Laser X和Y将Laser 调到最大，点击Aiming，使DFL、LF为0。
4、运行软件的Resonance功能，选择semicontact模式，在probes里选择对应针尖，点击Auto，调节探针悬臂的共振频率。
如产生共振，调节Gain和lockgain 的大小（保证其乘积大小不变），确定setpoint为典型值Mag的一半，Gain0.5-1之间。
5、运行landing，观察way值变化。
原子力显微镜SPA400使用说明书、1.系统启动：1>打开稳压器，确认设备所用电是由稳压器提供的电源；2>打开氮气钢瓶，确认防震台四角处于悬浮状态；3>打开控制SPI13800N电源；4>启动计算机；5>启动控制软件，选择DFM模式，选择OK启动软件。
2.安装样品及探针：1>在扫描器顶部放置金属样品台，然后将样品放置在金属样品台上；2>将探针安装在支架holder上；3>将安装好探针的支架置于设备上，放置前需保持探针和样品之间的距离。
通过软件中【scan】-【Approach】-【stage up/down】调节距离；4>设定参数，在【setup】-【console】中设定扫描器和所使用探针的型号。
3.激光调整：1>样品和探针安装好后，盖上附带光学显微镜的激光头laser head；2>打开【setup】-【CCDmonitor】，显示光学显微镜图像，调节到合适亮度；3>视野中可看到悬臂梁，通过光学显微镜上旋钮可聚焦到悬臂梁或是样品表面，通过SPA400上的移动测量位置XY旋钮可选定扫描位置；4>关闭除CCD图像以外所有窗口，打开【setup】-【laser position】，可在视野中同时看到悬臂梁的激光点，通过激光头上laserXY旋钮可移动激光点位置到悬臂梁的尖端，并同时确认【laser position】上ADD值尽可能大，最小不能低于1.5V。
5>关闭光学显微镜照明光源，并确认ADD值维持较大数值。
4.DFM轻敲模式：【scan】-【Q curve】，根据探针型号选择Frep.high和Freq.low，1>Q曲线测量：务必将探针的大致的共振频率包含在high和low之间。
2>选择【auto set】，执行【start】，即可自动完成Q曲线测量。
3>【scan console】中【Amp ref.】在【approach】-【auto】下会自动设定，如果选择【Area】，则可手动调节【Amp ref.】值；4>执行【approach】-【auto】，会显示接近执行窗口，在接近过程中不能对电脑进行除停止接近的命令之外的操作，接近结束后，窗口会自动消失。
1 234 567Code ：0903–MHX –003/9911概要SPA400是在承袭了深受好评的SPA300优点的同时，以更高的分辨率、更好的可操作性、更快的扫描速度为目标而开发出的SPM 工作单元。
成为SPI 系列核心的多功能型标准工作单元，它具有下列特长。
对应多种测定方式。
除AFM 、FFM 及DFM 等标准功能外，采用装入不同配件的方法，可实现STM 等多种SPM 的测定。
承袭了SPA300 [可简单进行各测定方式间的转换]的优点。
对细节部分进行了重新设计，实现了更加小型化的工作单元。
因而提高了耐用性，可稳定地进行高分辨测定。
为了实现更高速度的扫描，新开发了高刚性scanner 。
它与SPI3800N probe station 的结合可有效抑制振荡，使高速化测量得以实现。
SPA400除标准装备了适用于从原子级分辨到20um 的scanner 之外，还可根据需要选用适合不同测量范围的scanner 组。
其更换的简易性优于SPA300。
大幅度重新设计Cantilever 支架，同时实现了高刚性与使用的便利性。
由于采用了触点式接点，进行DFM 及STM 测定1）时无需进行电缆连接。
除此之外，因前面部分具有较大的开放空间，所以在更换试样时不用取下Cantilever 支架也可进行。
具有优良隔音性能的防音罩（cover ）。
在试验室等苛刻的环境中，也能进行高分辨率的测定。
使用光学显微镜进行从正上方观察2）。
光学显微镜图象被显示在显示器上，因此很容易进行激光光轴的调整及使Cantilever 与试样位置相吻合。
再有，SPA400工作单元中还新设置了小型光学显微镜。
即使在防音罩闭合的状态下也可直接从其正上方观察。
此外，还备有适合微分干涉图象测定等的主要用途的金相显微镜。
支持impact stage 机能3）。
用软件的操作，可以做到移动试样时不碰到工作单元。
注:1）STM 测定中STM 测定组件（自选件）是必要的。
仪器名称原子力显微镜英文名称SPM国产/进口进口产地/品牌日本精工型号SPA-400参考报价销售商巨力科技股份有限公司原子力显微镜【性能参数】技术参数扫描范围：XY：20μm，Z：2μm（可扩展：XY最大150μm，Z最大15μm）；形貌分辨能力XY：0.2nm, Z：0.01nm（可实现原子级分辨）；样品最大尺寸为：φ35mm×10mm (H)；主要测试功能：Contact AFM（接触式原子力模式）；DFM (动态力模式，包括非接触式和间歇接触式原子力模式)；Phase Mode（相位模式）；FFM (摩擦力模式)；MFM (磁力模式)；Vector Scan（向量扫描，纳米刻蚀）；Force vs Distance Curve (力曲线测量模式)。
VE-AFM (微区粘弹性测量模式)；LM-FFM (切向调制摩擦力测量模式)；KFM for Surface Potential Microscope (表面电位势测量模式KFM)；Adhesion Mode (微区粘性测量模式)；Piezo-Response Force Microscopy（压电响应力模式）；SNDM（扫描非线性介电显微镜）；AFM with Current measurement Mode (AFM同时电流测量模式)；AFM-CITS (AFM电流隧道谱)；STM（扫描隧道显微镜）；AFM/DFM in Liquid(液体中AFM/DFM测量功能模式)EC-AFM/STM(电化学AFM/STM功能)仪器介绍日本精工世界顶级原子力显微镜（扫描探针显微镜），客户已遍及国内众多重点高校和科研机构，（如：北京大学物理系、清华大学工艺陶瓷国家重点实验室、中科院物理所磁学国家重点实验室、中国科学院化学研究所有机固体重点实验室、中国科学院化学研究所、中国科学院纳米科技中心、中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学院上海微系统所、南京大学固体微结构国家重点实验室、中科院长春应化所高分子物理国家重点实验室、中国科学院长春应用化学研究所电化学国家重点实验室、吉林大学无机超分子国家重点实验室、中国科技大学、浙江大学、四川大学等）依卓越的品质和优秀的技术服务，长期受到客户的好评！其他相关产品：1.多功能可控环境扫描探针显微镜：目前全球商用的唯一一款真正专业级高真空环境控制型SPM，不但具备多功能扫描探针显微镜系统所有功能；而且扫描在封闭的Chamber中进行，可对测量的环境（高真空、高温、低温、液体、电化学等）进行控制；可连续变温，低温达-120℃，高温可达800度；2.大尺寸样品扫描探针显微镜：大尺寸φ200mm样品的微区（微米至纳米量级）形貌及其物理特性进行观测分析。
