原子力显微镜(AFM)的探针是其核心部件,根据不同的应用场景和功能需求,探针可分为多种类型。以下是关于原子力显微镜探针的介绍:
1. 通用型探针
- 特点:常用的探针类型,分辨率高,平均使用寿命。使用过程中探头不断磨损,分辨率容易下降。
- 应用:主要应用于表面形貌观察。
2. 导电探针
- 特点:通过对普通探针镀10-50纳米厚的Pt(以及其他提高镀层结合力的金属,如Cr,Ti,Pt和Ir等)得到。导电探针分辨率比tapping和contact模式的探针差,使用时导电镀层容易脱落,导电性难以长期保持。
- 创新产品:碳纳米管针尖、金刚石镀层针尖、全金刚石针尖和全金属丝针尖。这些新技术克服了普通导电针尖寿命短、分辨率低的缺点。
- 应用:应用于EFM、KFM、SCM等。
3. 磁性探针
- 特点:它是在普通触点和抽头探针上镀上钴、铁等铁磁层制成,分辨率比普通探头差,使用时导电涂层易脱落。
- 应用:应用于磁力显微镜(MFM),检测样品表面的磁畴分布。
4. 大长径比探针
- 特点:大纵横比针尖是专门为测量深槽和接近垂直的侧面而设计和生产的,不常用,分辨率高,平均使用寿命。技术参数为针尖高度大于9μm;纵横比为5:1;针尖半径小于10纳米。
5. 类金刚石碳AFM探针/全金刚石探针
- 特点:一种是在硅探针的针尖部分加一层类金刚石碳膜,另外一种是全金刚石材料制备,这两种金刚石碳探针具有很大的耐用性,减少了针尖的磨损从而增加了使用寿命,但是后者价格很高。
6. 其他特殊探针
- 生物探针:进行分子功能化。
- 力调制探针:用于力调制模式。
- 压痕仪探针:用于纳米压痕实验。
- 胶体探针:可定制最小2.5μm直径的球形探针,该类型探针广泛应用于不同材料间的相互作用力研究。