原子力显微镜是一种扫描探针显微镜,其分辨率在纳米量级,比光学衍射高1000倍以上。信息是通过用机械探针“感觉”或“触摸”表面来收集的。压电元件有助于根据命令进行微小但精确的移动,从而实现精确扫描。之前的文章中我们只介绍过原子力显微镜AFM的优点,那么原子力显微镜有哪些缺点呢?
与扫描电子显微镜相比,原子力显微镜AFM的缺点之一是扫描图像尺寸单一。在一次扫描中,扫描电镜可以对景深为毫米的平方毫米的区域进行成像,而原子力显微镜只能对扫描面积约为150×150微米,高度约为10-20微米的区域进行成像。一种改进原子力显微镜AFM扫描区域大小的方法是以类似于千足虫数据存储的方式使用平行探针。
原子力显微镜的扫描速度也是一个限制。传统上,原子力显微镜扫描图像的速度不如扫描电子显微镜快,典型扫描需要几分钟,而扫描电子显微镜能够几乎实时扫描,尽管扫描质量相对较低。原子力显微镜AFM成像过程中相对较慢的扫描速度经常导致图像中的热漂移 使得原子力显微镜不太适合测量图像上形貌特征之间的精确距离。然而,几个快速动作的设计被建议用来提高显微镜的扫描效率,包括所谓的视频AFM。为了消除由热漂移引起的图像失真,已经引入了几种方法。
原子力显微镜图像也可能受到非线性、滞后, 压电材料的蠕变以及 x, y, z 可能需要软件增强和过滤轴的影响。这种过滤可以“展平”真实的形貌特征。然而,较新的原子力显微镜AFM使用实时校正软件或闭环扫描仪,这实际上消除了这些问题。一些原子力显微镜还使用分离的正交扫描仪,这也有助于消除部分串扰问题。
原子力显微镜与任何其他成像技术一样,存在图像伪影的可能性,这可能是由不合适的尖部、恶劣的操作环境,甚至是样品本身引起的,如右图所示。这些图像伪像是不可避免的;然而,它们的出现和对结果的影响可以通过各种方法减少。由过于粗糙的尖部导致的伪像可能是由于例如不适当的处理或者由于扫描过快或者表面不合理粗糙而与样品发生事实上的碰撞,从而导致尖部的实际磨损。
由于原子力显微镜AFM探头的性质,它们通常不能测量陡峭的墙壁或悬高。 特制的悬臂和原子力显微镜可以用来调节探头的侧面和上下方向(如动态接触和非接触模式),以更昂贵的悬臂、更低的横向分辨率和额外的人为因素为代价来测量侧壁。
上面就是小编介绍的原子力显微镜AFM的缺点。咱们要根据自己的需求来选择是用原子力显微镜还是用扫描电镜。咱们下期分享内容再见!