原子力显微镜实验报告1800字 原子力显微镜应用技术一、实验目的1了解原子力显微镜的工作原理2掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法二、实验原理（1） AFM的工作原理在原子力显微镜的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、反馈系统主要工作原理如下图：(2) AFM的工作模式AFM 有三种不同的工作模式: 接触模式( contact mode) 、非接触模式1(noncontact mode) 和共振模式或轻敲模式(Tapping Mode) 本实验采用轻敲模式：样品扫描时，针尖始终同样品“接触”，即针尖-样品距离在小于零点几个纳米的斥力区域此模式通常产生稳定、高分辨图像当沿着样品扫描时，由于表面的高低起伏使得针尖-样品距离发生变化，引起它们之间作用力的变化，从而使悬臂形变发生改变当激光束照射到微悬臂的背面，再反射到位置灵敏的光电检测器时，检测器不同象限会接收到同悬臂形变量成一定的比例关系的激光强度差值反馈回路根据检测器的信号与预置值的差值，不断调整针尖一样品距离，并且保持针尖一样品作用力不变，就可以得到表面形貌像三、实验仪器及试剂试剂及材料：石墨烯溶液，云母片仪器：nanoscope 5.31r四、步骤依次按下面步骤开启实验仪器：1.开机：先开电脑 再开主控制器2.打开程序：Nanoscope：3. 安装样品： 用双面胶带将云母片粘到圆形铁片上，再将其放置到样品台上。
调节中部拨钮UP控制样品台降低到样品上表面低于样品台两侧的圆球4. 安装探针： 用镊子小心将探针安装到HOLDER中5. 安装HOLDER 调节样品台后面的旋钮，把HOLDER固定紧；调节拨钮DOWN使样品台尽量接近探针针尖；26. 调节激光至针尖： 调节样品台上方的两个旋钮，并观察下方的屏幕，将激光调至针尖处，同时屏幕的SUM值最大；调节样品台后面横型旋钮，用于控制样品室中的反射镜子，调节旋钮使屏幕上的SUM值最大； 调节样品台上面和后面的两个旋钮，使屏幕上VERT和HORZ均为0左右； 将光敏检测器旋至最小； 将左边拨钮拨至on；7. 开始测试： 控制面板左上：(1)TUNE：弹出对话框，点击下方Auto Tune自动调节，完成之后，点击Exit退出2)下针：弹出表单，表单消失后，自动开始扫描SCAN(3) Capture : Capture file name，弹出对话框，对图像命名，并选择保存路径测试结束后，X-offset和Y-offset归零； Scan Size归零 Scan angle归零(4)WITHDRAW：抬针，五、实验的测量结果：（1）云母片表面形貌二维表面形貌：3从扫描图可以看出，云母片上有许多小得球状粒子，可能是用透明胶剥离云母片表面时没剥离完全，上次测的样品还有残留。
2）石墨烯二维平面图从图中可以看到石墨烯的呈片状，云母表面较平整，但是噪声比较大六、实验注意事项1、防止针尖损坏： AFM 的针尖是整个仪器最脆弱的部分，一碰即断，所以应该防止一切物体与针尖直接接触实验过程中针尖容易损坏的环节主要有两个，一是安装针尖的时候，二是进针的时候42、在装样品时维持样品表面的清洁，否则测量的图不清晰2、在实验过程中，桌面的震动会是扫描的图形出现一条缝由于实验采用的是接触模式，周围环境的震动会影响图形的的测量结果，因而开始扫描后尽量保持实验桌的稳定，否则会过大的震动会破坏图形七，实验思考（1）AFM探测到的原子力的由哪两种主要成分组成？一种是吸引力即范德瓦耳斯力；另外一种是电子云重叠而引起的排斥相互作用2）怎样使用AFM，才能较好地保护探针？仔细调节接触距离，粗调时，不要让指针压迫样品，保持1mm，扫描过程中保证探针不产生破坏性形变3）原子力显微镜有哪些应用？原子力显微镜可以用于研究金属和半导体的表面形貌、表面重构、表面电子态及动态过程,超导体表面结构和电子态层状材料中的电荷密度等另外原子力显微镜在摩擦学中的有许多应用，如纳米摩擦、纳米润滑、纳米磨损、纳米摩擦化学反应和机电纳米表面加工等。
在生物上，原子显微镜可以用来研究生物宏观分子，甚至活的生物组织观察细胞等等5第二篇：原子力显微镜及其应用 1100字原子力显微镜及其应用原子力显微镜是以扫描隧道显微镜基本原理发展起来的扫描探针显微镜原子力显微镜的出现无疑为纳米科技的发展起到了推动作用以原子力显微镜为代表的扫描探针显微镜是利用一种小探针在样品表面上扫描，从而提供高放大倍率观察的一系列显微镜的总称原子力显微镜扫描能提供各种类型样品的表面状态信息与常规显微镜比较，原子力显微镜的优点是在大气条件下，以高倍率观察样品表面，可用于几乎所有样品（对表面光洁度有一定要求），而不需要进行其他制样处理，就可以得到样品表面的三维形貌图象并可对扫描所得的三维形貌图象进行粗糙度计算、厚度、步宽、方框图或颗粒度分析原子力显微镜可以检测很多样品，提供表面研究和生产控制或流程发展的数据，这些都是常规扫描型表面粗糙度仪及电子显微镜所不能提供的一、基本原理原子力显微镜是利用检测样品表面与细微的探针尖端之间的相互作用力（原子力）测出表面的形貌探针尖端在小的轫性的悬臂上，当探针接触到样品表面时，产生的相互作用，以悬臂偏转形式检测样品表面与探针之间的距离小于3－4nm，以及在它们之间检测到的作用力，小于10－8N。
激光二极管的光线聚焦在悬臂的背面上当悬臂在力的作用下弯曲时，反射光产生偏转，使用位敏光电检测器偏转角然后通过计算机对采集到的数据进行处理，从而得到样品表面的三维图象完整的悬臂探针，置放于在受压电扫描器控制的样品表面，在三个方向上以精度水平0.1nm或更小的步宽进行扫描一般，当在样品表面详细扫绘（XY轴）时，悬臂的位移反馈控制的Z轴作用下保存固定不变以对扫描反应是反馈的Z轴值被输入计算机处理，得出样品表面的观察图象（3D图象）二、原子力显微镜的特点1．高分辨力能力远远超过扫描电子显微镜（SEM），以及光学粗糙度仪样品表面的三维数据满足了研究、生产、质量检验越来越微观化的要求2．非破坏性，探针与样品表面相互作用力为10－8N以下，远比以往触针式粗糙度仪压力小，因此不会损伤样品，也不存在扫描电子显微镜的电子束损伤问题另外扫描电子显微镜要求对不导电的样品进行镀膜处理，而原子力显微镜则不需要3．应用范围广，可用于表面观察、尺寸测定、表面粗糙测定、颗粒度解析、突起与凹坑的统计处理、成膜条件评价、保护层的尺寸台阶测定、层间绝缘膜的平整度评价、VCD涂层评价、定向薄膜的摩擦处理过程的评价、缺陷分析等4．软件处理功能强，其三维图象显示其大小、视角、显示色、光泽可以自由设定。
并可选用网络、等高线、线条显示图象处理的宏管理，断面的形状与粗糙度解析，形貌解析等多种功能三、应用实例1．应用于纸张质量检验 2．应用于陶瓷膜表面形貌分析 3．评定材料纳米尺度表面形貌特征1陶瓷膜表面形貌的三维图象2同一样品在微米尺度和纳米尺度下的形貌对比3＋ -全文完-。