在做原子力显微镜AFM测试时,科学指南针检测平台工作人员在与很多同学沟通中了解到,好多同学对原子力显微镜测试不太了解,针对此,我们公司的相关同事对网上海量知识进行整理,希望可以帮助到科研圈的伙伴们;
原子力显微镜AFM是利用样品表面与探针之间力的相互作用这一物理现象,因此不受STM等要求样品表面能够导电的限制,可对导体进行探测,对于不具有导电性的组织、生物材料和有机材料等绝缘体,AFM同样可得到高分辨率的表面形貌图像,从而使它更具有适应性,更具有广阔的应用空间。AFM可以在真空、超高真空、气体、溶液、电化学环境、常温和低温等环境下工作,可供研究时选择适当的环境,其基底可以是云母、硅、高取向热解石墨、玻璃等。原子力显微镜已被广泛地应用于表面分析的各个领域,通过对表面形貌的分析、归纳、总结,以获得更深层次的信息。
三维形貌观测
通过检测探针与样品间的作用力可表征样品表面的三维形貌,这是原子力显微镜AFM*基本的功能。原子力显微镜在水平方向具有0.1-0.2nm的高分辨率,在垂直方向的分辨率约为0.01nm。尽管AFM和扫描电子显微镜(SEM)的横向分辨率是相似的,但AFM和SEM两种技术的*基本的区别在于处理试样深度变化时有不同的表征。由于表面的高低起伏状态能够准确地以数值的形式获取,原子力显微镜AFM对表面整体图像进行分析可得到样品表面的粗糙度、颗粒度、平均梯度、孔结构和孔径分布等参数,也可对样品的形貌进行丰富的三维模拟显示,使图像更适合于人的直观视觉。
在半导体加工过程中通常需要测量高纵比结构,像沟槽和孔洞,以确定刻蚀的深度和宽度。这些在SEM下只有将样品沿截面切开才能测量。原子力显微镜可以无损的进行测量后即返回生产线。