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深度解析AFM（原子力显微镜）—上显微镜的发展历史：1877光学显微镜1932透射电子显微镜1965扫描电子显微镜1983扫描隧道显微镜1985原子力显微镜1983年，IBM公司苏黎世实验室的两位科学家GerdB inni g和Heinr ich Rohrer发明了扫描隧道显微镜(STM)。
STM的原理是电子的“隧道效应”，所以只能测导体和部分半导体。
1985年，IBM公司的Binn i ng和Stanford大学的Quate研发出了原子力显微镜(AFM)，弥补了STM的不足，可以用来测量任何样品的表面。
AFM的原理AFM是在STM的基础上发展起来的一种显微技术。
首先，了解一下STM的工作原理。
STM是利用原子间的隧道效应进行测量的。
隧道效应经典物理学认为，物体越过势垒，有一阈值能量;粒子能量小于此能量则不能越过，大于此能量则可以越过。
例如骑自行车过小坡，先用力骑，如果坡很低，不蹬自行车也能靠惯性过去。
如果坡很高，不蹬自行车，车到一半就停住，然后退回去。
量子力学则认为，即使粒子能量小于阈值能量，很多粒子冲向势垒，一部分粒子反弹，还会有一些粒子能过去，好像有一个隧道，故名隧道效应(quantum tunneling) 。
可见，宏观上的确定性在微观.上往往就具有不确定性。
虽然在通常的情况下，隧道效应并不影响经典的宏观效应，因为隧穿几率极小，但在某些特定的条件下宏观的隧道效应也会出现。
STM就是根据这种效应制成的。
当针尖和样品面间距足够小时(<0.4nm) ，在针尖和样品间施加一偏置电压，便会产生隧道效应，电子会穿过势垒，在针尖和样品间流动，形成隧道电流。
在相同的偏置电压下，电流强度对针尖和样品间的距离十分敏感，隧道电流随间距呈指数变化，样品表面的形貌影响着隧道电流的剧烈变化，这种电流变化有计算机进行处理就可以的到样品表面的形貌了。
STM的结构与工作过程AFM即原子力显微镜，它是继扫描隧道显微镜之后发明的一种具有原子级高分辨的新型仪器，可以在大气和液体环境下对各种材料和样品进行纳米区域的物理性质包括形貌进行探测，或者直接进行纳米操纵。
AFM原子力显微镜操作步骤AFM原子力显微镜操作步骤1. AFM仪器开机。
确认电源与控制机箱连接线无误后，依次打开计算机电源→机箱低压电源→高压电源→激光器电源。
2．安装样品以及探针进给。
安装好样品后将固定螺栓微微旋紧，切记勿要用死力！探针进给指的是将样品与探针逼近到进入原子力状态。
仪器提供粗调和细调两种进给机构，每次测试前先将细调旋钮反向退到底，用粗调机构进样至离探针约1mm左右，再用细调机构进样，观察光斑，缓慢细调至光斑移动到PSD信号接收区域，继续微调并观察机箱显示读数：PSD信号约1.600V左右，Z反馈信号约-150至-250。
此时进入反馈状态，进入反馈状态后，控制系统会自动调整和保持样品与探针之间的间距。
3．样品扫描。
运行扫描软件，根据需要设置扫描参数。
进入扫描工作状态。
4．图像显示与存贮。
扫描过程自动进行。
图像以逐行(或逐列) 扫描、逐行（或逐列）显示的方式显示。
在不改变扫描参数的情况下，扫描在同一区域循环重复进行。
也可根据需要改变扫描区域和扫描范围。
对于满意的图像，可随时将图像捕获存贮。
存贮时，计算机自动保存图像信息和扫描参数信息。
5．退出扫描和关机。
如已获得理想的图像，不再作另外扫描，可按“退出”键退出扫描程序。
然后依次关闭高压电源、激光器电源、低压电源等。
注意事项：1. 在进行安装样品操作时，固定螺栓只需轻轻旋紧，勿要用螺刀按压，用力过猛容易损害仪器。
2. 退出扫描后，首先应将样品退出反馈状态，以免误伤探针！3. 在进行样品更换时，为安全考虑，应先关闭高压电源。
更换好以后重新开启高压电源。
原子力显微镜（AFM）Nanoscope V Multimode 8操作方法注意事项：1.开始实验时先开电脑再开控制器（controller）。
2.结束实验时先关控制器（controller）再关电脑。
3.不要对计算机上的设置如字体进行改动。
4. 操作软件关掉后，间隔至少10秒后再打开.5.不能用U盘，只能用CD刻录盘导出文件。
基本操作1. 开机A. 打开计算机和显示器。
B. 打开Nanoscope控制器。
C. 打开光学显微镜VOM光源电源。
注意：请严格遵守以上开机顺序进行操作，否则可能造成系统损坏。
2. 启动软件A. 双击桌面Nanoscope 8.15图标。
B. 点击显微镜图标，在弹出的Select Experiment框中选择实验模式：轻敲模式：框○1选Tapping Mode。
框○2选Tapping Mode in Air。
框○3选Tapping Mode in Air---Standard。
智能模式：框○1选ScanAsyst。
框○2选ScanAsyst in Air。
框○3选ScanAsyst in Air。
然后点击Load Experiment。
3.样品与探针的安装A. 选择合适的探针。
(见具体模式)B. 探针的安装：将探针支架（holder）放在滤纸上，由于探针很脆，用滤纸垫着，以防止用镍子夹探针时掉到桌面上破坏探针。
将探针正面朝上，悬臂朝外放在holder的探针槽里，并用holder上的铜原片压住。
C. 样品放置：（1）确认光学显微镜光斑在样品台中央，红色激光点在光斑中央。
再看电脑屏幕确认激光点进入Video图像视野里。
（2）首先用head上面的Down按钮将扫描管下移，使中间样品台升起。
将待观察样品用双面胶固定在金属原片上，用镊子夹住金属片，轻轻放在样品台边缘，注意，此时一定要轻放，否则容易破坏扫描管中的陶瓷材料，然后用镊子轻轻推金属片，使样品处在样品台中间；再用Up按钮将扫描管升起使扫描管上边缘与样品台平齐。
AFM原子力显微镜技术及应用实验报告实验报告：AFM原子力显微镜技术及应用一、引言原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）是一种基于原子力相互作用的显微镜技术，可以对样品表面进行高分辨率的观察和测量。
AFM与传统的光学显微镜和电子显微镜相比，具有更高的分辨率和更广泛的应用领域。
本实验旨在通过搭建AFM系统并对其进行操作，了解AFM的基本原理及应用。
二、仪器与实验方法1.仪器：AFM主机、扫描头、样品台、计算机。
2.实验方法：（1）接通仪器电源，打开电脑并运行相应控制软件。
（2）安装样品到样品台上，并将样品台安装到扫描头上。
（3）调节扫描头的位置，使其与样品接触。
（4）在软件界面上选择扫描模式（常规模式、近场模式等）和扫描区域大小。
（5）开始扫描，观察样品表面的结构和形貌。
（6）根据需要对样品进行更高级别的测量和分析。
三、实验结果与分析在实验中，我们成功搭建了AFM系统，并对金属导电薄膜样品进行了观察和测量。
通过观察AFM扫描的图像，我们可以清晰地看到样品表面的结构和形貌。
AFM的工作原理是基于原子力相互作用，通过在微尖和样品表面之间施加压力，测量微尖的弯曲程度，并通过这种变化来计算出样品表面的结构。
AFM可以达到纳米级的分辨率，因此在纳米材料和生物样品的观察中具有广泛的应用。
此外，AFM还有许多其他的应用，例如：1.表面形貌观察：AFM可以观察和测量各种材料的表面形貌，包括晶体、纳米粒子、生物大分子等。
2.材料力学性质研究：AFM可以通过在微尖和样品之间施加力来测量样品的力学性质，如硬度、弹性和粘性。
3.薄膜厚度测量：通过测量在薄膜表面的高度变化，可以准确地测量出薄膜的厚度。
4.均匀性分析：通过AFM可以检测材料表面的均匀性，并帮助改进制备工艺。
5.生物学研究：AFM可以用于观察生物大分子的形貌和结构，甚至可以测量细胞的力学性质。
四、结论通过本次实验，我们成功地搭建了AFM系统，并了解了它的基本原理及应用。
原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）是一种非常先进的显微镜技术，它能够以原子层面观察样品表面的形貌和性质。
在科研、材料分析等领域拥有广泛的应用，而在AFM中文操作手册上进行深度探讨，有助于科研工作者更好地了解并使用这一技术。
在撰写本文AFM中文操作手册时，首先需要从基础的概念和原理开始讲解。
原子力显微镜利用扫描探针来测量样品表面的高度和力学性质，从而获得样品表面的三维形貌信息。
通过运用力—距离曲线、振动模式和谐振频率等理论知识，可以深入地理解AFM的工作原理和测量原理。
AFM的操作也需要考虑各种因素，比如探针的选择、扫描参数的设置、样品的制备等。
在AFM中文操作手册中，需要详细介绍这些操作步骤，并给出一些实际操作中的注意事项和技巧，以帮助读者更好地掌握AFM的使用方法。
在论述AFM中文操作手册的过程中，需要提及AFM在纳米材料、生物医学、表面物理学等领域的应用。
本文也将介绍AFM在纳米尺度下的应用，比如纳米力学、纳米摩擦等，以及与其他显微镜技术的比较，以便读者对AFM的优势和局限性有更清晰的认识。
AFM中文操作手册应包括从基础到高级的全面内容，涉及原理、操作、应用及前沿技术。
希望通过本文的撰写，读者能够更深入地了解和掌握AFM这一先进的显微镜技术。
在个人观点和理解方面，我认为AFM作为一种高级的显微镜技术，对于纳米尺度下的表面形貌和性质的研究具有非常重要的意义。
AFM的发展可以帮助科研工作者更好地解决纳米材料表征和纳米尺度下的材料性质研究等问题，对于促进纳米技术和纳米科学的发展有着重要的作用。
总结回顾，AFM中文操作手册的撰写应注重全面性、深度性和灵活性，同时也要考虑到读者的需求和理解程度。
希望本文能够为广大科研工作者和学习者提供有价值的参考，帮助他们更好地理解和应用AFM这一先进的显微镜技术。
AFM中文操作手册的撰写是为了帮助科研工作者更好地了解和使用原子力显微镜技术。
