原子力显微镜属于电子显微镜范畴吗？具体说下

原子力显微镜的原理及其应用~

原子力显微镜：是一种利用原子,分子间的相互作用力来观察物体表面微观形貌的新型实验技术.它有一根纳米级的探针,被固定在可灵敏操控的微米级弹性悬臂上.当探针很靠近样品时，其顶端的原子与样品表面原子间的作用力会使悬臂弯曲，偏离原来的位置.根据扫描样品时探针的偏离量或振动频率重建三维图像.就能间接获得样品表面的形貌或原子成分.
详细
图1. 激光检测原子力显微镜探针工作示意图
　　原子力显微镜的基本原理是：将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，针尖与样品表面轻轻接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力，通过在扫描时控制这种力的恒定，带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。利用光学检测法或隧道电流检测法，可测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化，从而可以获得样品表面形貌的信息。下面，我们以激光检测原子力显微镜（Atomic Force Microscope Employing Laser Beam Deflection for Force Detection,Laser-AFM）——扫描探针显微镜家族中最常用的一种为例，来详细说明其工作原理。 　　如图1所示，二极管激光器（Laser Diode）发出的激光束经过光学系统聚焦在微悬臂（Cantilever）背面，并从微悬臂背面反射到由光电二极管构成的光斑位置检测器（Detector）。在样品扫描时，由于样品表面的原子与微悬臂探针尖端的原子间的相互作用力，微悬臂将随样品表面形貌而弯曲起伏，反射光束也将随之偏移，因而，通过光电二极管检测光斑位置的变化，就能获得被测样品表面形貌的信息。 子力显微镜——原理图
　　在系统检测成像全过程中，探针和被测样品间的距离始终保持在纳米（10e-9米）量级，距离太大不能获得样品表面的信息，距离太小会损伤探针和被测样品，反馈回路(Feedback）的作用就是在工作过程中，由探针得到探针-样品相互作用的强度，来改变加在样品扫描器垂直方向的电压，从而使样品伸缩，调节探针和被测样品间的距离，反过来控制探针-样品相互作用的强度，实现反馈控制。因此，反馈控制是本系统的核心工作机制。本系统采用数字反馈控制回路，用户在控制软件的参数工具栏通过以参考电流、积分增益和比例增益几个参数的设置来对该反馈回路的特性进行控制。
编辑本段优缺点
优点
原子力显微镜观察到的图像
　　相对于扫描电子显微镜，原子力显微镜具有许多优点。不同于电子显微镜只能提供二维图像，AFM提供真正的三维表面图。同时，AFM不需要对样品的任何特殊处理，如镀铜或碳，这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。第三，电子显微镜需要运行在高真空条件下，原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。这样可以用来研究生物宏观分子，甚至活的生物组织。
缺点
　　和扫描电子显微镜(SEM）相比，AFM的缺点在于成像范围太小，速度慢，受探头的影响太大。原子力显微镜（Atomic Force Microscope）是继扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope）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；现已广泛应用于半导体、纳米功能材料、生物、化工、食品、医药研究和科研院所各种纳米相关学科的研究实验等领域中，成为纳米科学研究的基本工具。原子力显微镜与扫描隧道显微镜相比，由于能观测非导电样品，因此具有更为广泛的适用性。当前在科学研究和工业界广泛使用的扫描力显微镜（Scanning Force Microscope），其基础就是原子力显微镜。
编辑本段仪器结构
　　在原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、反馈系统。
力检测部分
　　在原子力显微镜（AFM）的系统中，所要检测的力是原子与原子之间的范德华力。所以在本系统中是使用微小悬臂（cantilever）来检测原子之间力的变化量。微悬臂通常由一个一般100~500μm长和大约500nm~5μm厚的硅片或氮化硅片制成。微悬臂顶端有一个尖锐针尖，用来检测样品－针尖间的相互作用力。这微小悬臂有一定的规格，例如：长度、宽度、弹性系数以及针尖的形状，而这些规格的选择是依照样品的特性，以及操作模式的不同，而选择不同类型的探针。
位置检测部分
原子力显微镜
　　在原子力显微镜（AFM）的系统中，当针尖与样品之间有了交互作用之后，会使得悬臂cantilever摆动，所以当激光照射在微悬臂的末端时，其反射光的位置也会因为悬臂摆动而有所改变，这就造成偏移量的产生。在整个系统中是依靠激光光斑位置检测器将偏移量记录下并转换成电的信号，以供SPM控制器作信号处理。
反馈系统
　　在原子力显微镜（AFM）的系统中，将信号经由激光检测器取入之后，在反馈系统中会将此信号当作反馈信号，作为内部的调整信号，并驱使通常由压电陶瓷管制作的扫描器做适当的移动，以保持样品与针尖保持一定的作用力。
总结
　　AFM系统使用压电陶瓷管制作的扫描器精确控制微小的扫描移动。压电陶瓷是一种性能奇特的材料，当在压电陶瓷对称的两个端面加上电压时，压电陶瓷会按特定的方向伸长或缩短。而伸长或缩短的尺寸与所加的电压的大小成线性关系。也就是说，可以通过改变电压来控制压电陶瓷的微小伸缩。通常把三个分别代表X，Y，Z方向的压电陶瓷块组成三角架的形状，通过控制X，Y方向伸缩达到驱动探针在样品表面扫描的目的；通过控制Z方向压电陶瓷的伸缩达到控制探针与样品之间距离的目的

原子力AFM分辨率很高，通常看物质表面形貌，纵向达到10nm级是无压力的。透射TEM一般标尺可以到20nm，不过具体看材料能做到多少，如果是高分辨HRTEM，那是用来看晶格的，标尺甚至可以达到2nm。扫描SEM的话至少可以到微米级，场发射扫描电镜FESEM就更高了，材料导电性好一般可以到100nm的标尺还很清晰。选择原子力显微镜推荐Park原子力显微镜的Park X20。Park X20的优势：1、分析功能强大Park NX20具备独一无二的功能，可快速帮助客户找到产品失效的原因，并帮助客户制定出更多具有创意的解决方案。无与伦比的精密度为您带来高分辨率数据，让您能够更加专注于工作。与此同时，真正非接触扫描模式让探针尖端更锋利、更耐用，无需为频繁更换探针而耗费大量的时间和金钱。2、易于操作即便是第一次接触原子显微镜的工程师也易于操作ParkNX20拥有业界最为便捷的设计和自动界面，让你在使用时无需花费大量的时间和精力，也不用为此而时时不停的指导初学者。借助这一系列特点，您可以更加专注于解决更为重大的问题，并为客户提供及时且富有洞察力的失效分析报告。想要了解更多关于原子力显微镜的相关信息，推荐咨询Park原子力显微镜。park原子力显微镜Park NX20用于故障分析和大型样品研究的领先纳米计量工具，作为一款缺陷形貌分析的精密测量仪器，其主要目的是对样品进行缺陷检测。而仪器所提供的数据不能允许任何错误的存在。Park NX20，这款全球最精密的大型样品原子力显微镜，凭借着出色的数据准确性，在半导体和超平样品行业中大受赞扬。

电子显微镜是利用电子束代替可见光来成像的纤维设备，由于普通光学显微镜受可见光波长限制，分辨率不高，而电子束的德布罗意波长远远低于可见光，分辨率自然更高。
原子力显微镜是一种可用来研究固体材料表面结构的分析仪器，它利用被测物体表面与感应元件之间的原子力相互作用来探测物体表面的情况，与电子显微镜相比可以提供三维图像，所以，原子力显微镜不属于电子显微镜，是两种不同原理的显微设备。

电子显微镜是利用电子束代替可见光来成像的纤维设备，由于普通光学显微镜受可见光波长限制，分辨率不高，而电子束的德布罗意波长远远低于可见光，分辨率自然更高。
原子力显微镜是一种可用来研究固体材料表面结构的分析仪器，它利用被测物体表面与感应元件之间的原子力相互作用来探测物体表面的情况，与电子显微镜相比可以提供三维图像，所以，原子力显微镜不属于电子显微镜，是两种不同原理的显微设备。

原子力显微镜通过测量样品与针尖之间的原子力而成像，电子显微镜是测量电子衍射成像，原理不同。

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黄州区13961601062： 原子力显微镜属于电子显微镜范畴吗?具体说下 - ？
长孙盾可元： 电子显微镜是利用电子束代替可见光来成像的纤维设备,由于普通光学显微镜受可见光波长限制,分辨率不高,而电子束的德布罗意波长远远低于可见光,分辨率自然更高.原子力显微镜是一种可用来研究固体材料表面结构的分析仪器,它利用被测物体表面与感应元件之间的原子力相互作用来探测物体表面的情况,与电子显微镜相比可以提供三维图像,所以,原子力显微镜不属于电子显微镜,是两种不同原理的显微设备.

黄州区13961601062： 万能工具显微镜属于电子显微镜吗? - ？
长孙盾可元： 您这个问题不是很准确.所谓电子显微镜,应该是理解为把光学成像转化成视频在电脑屏幕或者监视器上显示,通过软件来处理观测数据.这个是工具显微镜的分类http://www.aq17.com/news/html/10.html 显微镜的更多知识请登录参考资料查看.

黄州区13961601062： xst - 1. 100*显微镜属于什么显微镜 - ？
长孙盾可元： 显微镜100x是说当前图片的放大倍率.HE是指给细胞染色的方法,苏木素-伊红染色,常用的还有巴氏染色法.目的在于细胞着色后便于医生显微镜下观察.

黄州区13961601062： 原子力显微镜与扫描电子显微镜的共同点与不同点 - ？
长孙盾可元： 原子力显微镜是盲人摸像,如果你了解过仿形加工,比如配钥匙,你就会明白原子力显微镜是怎么回事.只不过原子力显微镜使用机械杠杆和光学杠杆放大了原来的形状,好比用蚂蚁一样大小的钥匙配置一个几百米山一样大小的钥匙.扫描电子显微镜是电子光学成像共同点都是放大

黄州区13961601062： 扫描电镜与原子力显微镜 - ？
长孙盾可元： 当分辨率在纳米和原子范围时,扫描电镜(SEM)和原子力电镜(AFM)是我们今天可以获得的最有效的两种显微技术,各有优劣.它们最根本的区别在于它们操作的环境不同.SEM需要在真空环境中进行,而AFM是在空气中或液体环境中操作.因此如果是要测定液体中细微颗粒的形态,AFM更为适合一些.通常AFM扫描含水的试样是把它和扫描探针放在液体中进行的,因为AFM不是以导电性为基础,所以图像和扫描模件在液体中都不会受干扰.

黄州区13961601062： 那现在的显微镜可以直接观测到原子长什么样吗? - ？
长孙盾可元： “原子长什么样”这个表述有点含糊.扫描隧道显微镜可以看到并操纵单个原子,可以观测到原子在基底上的位置和排列方式,可以比较原子尺寸,但是看不到原子的具体结构,这样算观测到“原子长什么样”么?

黄州区13961601062： 放大镜,电子显微镜,电镜三者各有什么特点?怎样区别? - ？
长孙盾可元： 楼上两位在说什么呀,不知道就不要出来误导别人 放大镜只是指我们平时常用的光学放大镜,一般是由一块凸透镜组成,一般只能放大2~6倍 电子显微镜简称为电镜,是用电子束代替光来观察细微结构的.包括投射电镜、扫描电镜两大类,现在...

黄州区13961601062： 原子力显微镜的原理是什么?应用是什么? - ？
长孙盾可元： 原子力显微镜:是一种利用原子,分子间的相互作用力来观察物体表面微观形貌的新型实验技术.它有一根纳米级的探针,被固定在可灵敏操控的微米级弹性悬臂上.当探针很靠近样品时,其顶端的原子与样品表面原子间的作用力会使悬臂弯曲,...

黄州区13961601062： 光学显微镜与电子显微镜有什么区别 - ？
长孙盾可元： 光学显微镜与电子显微镜是两种不同的显微镜,二者在定义上,分类上,组成结构上有区别. 1、定义不同 光学显微镜(英文Optical Microscope,简写OM)是利用光学原理,把人眼所不能分辨的微小物体放大成像,以供人们提取微细结构信息...

黄州区13961601062： 复合材料的形貌可采用金相,扫描电镜,描隧道电镜和原子力显微镜进行,试比较其区别 - ？
长孙盾可元： 朋友,这是三类原理不同的显微镜. 金相显微镜是属于光学显微镜,主要用于观察材料表面的金相组织,分辨率受限于半波长,只有0.2um,无法得到更高分辨率的图像. 扫描电镜即SEM,属于第二代显微镜,是采用电子轰击样品表面进行成...