原子力顯微鏡是在1986年由掃描隧道顯微鏡(ScanningTunnelingMicroscope)的發(fā)明者之一的葛賓尼(GerdBinnig)博士在美國斯坦福大學(xué)與C.FQuate和C.Gerber等人研制成功的。[1]它主要由帶針尖的微懸臂、微懸臂運(yùn)動(dòng)檢測裝置、監(jiān)控其運(yùn)動(dòng)的反饋回路、使樣品進(jìn)行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計(jì)算機(jī)控制的圖像采集、顯示及處理系統(tǒng)組成。微懸臂運(yùn)動(dòng)可用如隧道電流檢測等電學(xué)方法或光束偏轉(zhuǎn)法、干涉法等光學(xué)方法檢測，當(dāng)針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時(shí)，檢測該斥力可獲得表面原子級分辨圖像，一般情況下分辨率也在納米級水平。AFM測量對樣品無特殊要求，可測量固體表面、吸附體系等；由探針得到探針-樣品相互作用的強(qiáng)度，來改變加在樣品掃描器垂直方向的電壓；漳州原子力顯微鏡測試廠家

原子力顯微鏡的工作模式是以針尖與樣品之間的作用力的形式來分類的。主要有以下3種操作模式：接觸模式（contactmode)，非接觸模式（non-contactmode)和敲擊模式(tappingmode）、接觸模式從概念上來理解，接觸模式是AFM直接的成像模式。AFM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緊密的接觸，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，便不宜選用接觸模式對樣品表面進(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。這時(shí)，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。這種操作模式的不利之處在于要在室溫大氣環(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)積聚薄薄的一層水，它會(huì)在樣品與針尖之間搭起一小小的毛細(xì)橋，將針尖與表面吸在一起，從而增加對表面的壓力。南京原子力顯微鏡測試價(jià)格接觸模式從概念上來理解，接觸模式是AFM直接的成像模式。

在AFM 觀察包裹有紫膜的噬菌調(diào)理素蛋白（BR) 的研究中，AFM 儀器的改進(jìn)，檢測技術(shù)的提高和制樣技術(shù)的完善得到了集中的體現(xiàn)。在細(xì)胞中，分子馬達(dá)可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，防止因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的細(xì)胞中具有方向性的活動(dòng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，這些活動(dòng)包括：肌漿球蛋白，運(yùn)動(dòng)蛋白，動(dòng)力蛋白，螺旋酶，DNA 聚合酶和RNA 聚合酶等分子馬達(dá)蛋白的共同特點(diǎn)是沿著一條線性軌道執(zhí)行一些與生命活動(dòng)息息相關(guān)的功能，比如肌肉的收縮，細(xì)胞的分化過程中染色體的隔離，不同細(xì)胞間的細(xì)胞器的置換以及基因信息的解碼和復(fù)制等。由于分子馬達(dá)本身的微型化，它們?nèi)菀资芨叩臒崮芎痛蟮牟▌?dòng)的影響，了解馬達(dá)分子如何正常有序工作就成為一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。利用AFM，人們已經(jīng)知道了肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)信息和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)過程中肌動(dòng)蛋白骨架調(diào)控功能。

橫向力顯微鏡（LFM）是在原子力顯微鏡（AFM）表面形貌成像基礎(chǔ)上發(fā)展的新技術(shù)之一。工作原理與接觸模式的原子力顯微鏡相似。當(dāng)微懸臂在樣品上方掃描時(shí)，由于針尖與樣品表面的相互作用，導(dǎo)致懸臂擺動(dòng)，其擺動(dòng)的方向大致有兩個(gè)：垂直與水平方向。一般來說，激光位置探測器所探測到的垂直方向的變化，反映的是樣品表面的形態(tài)，而在水平方向上所探測到的信號的變化，由于物質(zhì)表面材料特性的不同，其摩擦系數(shù)也不同，所以在掃描的過程中，導(dǎo)致微懸臂左右扭曲的程度也不同，檢測器根據(jù)激光束在四個(gè)象限中，（A+C）-（B+D）這個(gè)強(qiáng)度差值來檢測微懸臂的扭轉(zhuǎn)彎曲程度。而微懸臂的扭轉(zhuǎn)彎曲程度隨表面摩擦特性變化而增減（增加摩擦力導(dǎo)致更大的扭轉(zhuǎn)）。激光檢測器的四個(gè)象限可以實(shí)時(shí)分別測量并記錄形貌和橫向力數(shù)據(jù)。AFM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緊密的接觸，而相互作用力是排斥力。

    在原子力顯微鏡（AFM）的系統(tǒng)中，將信號經(jīng)由激光檢測器取入之后，在反饋系統(tǒng)中會(huì)將此信號當(dāng)作反饋信號，作為內(nèi)部的調(diào)整信號，并驅(qū)使通常由壓電陶瓷管制作的掃描器做適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)，以保持樣品與針尖保持一定的作用力?？偨Y(jié)AFM系統(tǒng)使用壓電陶瓷管制作的掃描器精確控制微小的掃描移動(dòng)。壓電陶瓷是一種性能奇特的材料，當(dāng)在壓電陶瓷對稱的兩個(gè)端面加上電壓時(shí)，壓電陶瓷會(huì)按特定的方向伸長或縮短。而伸長或縮短的尺寸與所加的電壓的大小成線性關(guān)系。即可以通過改變電壓來控制壓電陶瓷的微小伸縮。通常把三個(gè)分別X，Y，Z方向的壓電陶瓷塊組成三角架的形狀，通過控制X，Y方向伸縮達(dá)到驅(qū)動(dòng)探針在樣品表面掃描的目的；通過控制Z方向壓電陶瓷的伸縮達(dá)到控制探針與樣品之間距離的目的。原子力顯微鏡（AFM）便是結(jié)合以上三個(gè)部分來將樣品的表面特性呈現(xiàn)出來的：在原子力顯微鏡（AFM）的系統(tǒng)中，使用微小懸臂（cantilever）來感測針尖與樣品之間的相互作用，這作用力會(huì)使微懸臂擺動(dòng)，再利用激光將光照射在懸臂的末端，當(dāng)擺動(dòng)形成時(shí)，會(huì)使反射光的位置改變而造成偏移量，此時(shí)激光檢測器會(huì)記錄此偏移量，也會(huì)把此時(shí)的信號給反饋系統(tǒng)，以利于系統(tǒng)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 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；晉中原子力顯微鏡測試服務(wù)

微懸臂將隨樣品表面形貌而彎曲起伏，反射光束也將隨之偏移；漳州原子力顯微鏡測試廠家

    原子力顯微鏡（AtomicForceMicroscope，AFM），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)。將一對微弱力極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。AFM是通過檢測原子間極微弱的相互作用力來研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。其基本原理為原子間距離靠近，對外體現(xiàn)排斥作用力，原子距離遠(yuǎn)離，則體現(xiàn)相互吸引力，如圖。原子力顯微鏡主要分為以下部件：探針針尖、懸臂、激光、PSD光電檢測器、反饋成像系統(tǒng)。具體來說，將一個(gè)對微弱力極敏感的微懸臂一端固定，另一端有一微小的針尖，針尖與樣品表面輕輕接觸，由于針尖原子與樣品表面原子間存在極微弱的排斥力，通過在掃描時(shí)這種力的恒定，帶有針尖的微懸臂將對應(yīng)于針尖與樣品表面原子間作用力的等位面而在垂直于樣品的表面方向起伏運(yùn)動(dòng)。利用激光器發(fā)出的激光束經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚焦在微懸臂背面，并從微懸臂背面反射到由光電二極管構(gòu)成的光斑位置檢測器，此時(shí)。 漳州原子力顯微鏡測試廠家