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選購原子力顯微鏡探針要綜合哪些因素

更新時間:2025-03-05瀏覽:1091次

  選購原子力顯微鏡探針需要綜合考慮多個因素。在選購過程中,建議多咨詢專業人士的意見,參考相關的技術資料和用戶評價,以便做出明智的選擇,以下是一些關鍵的選購要點:
  1. 明確需求與預算
  - 應用需求:確定探針的主要用途,如表面形貌成像、力學性質測量、電學性質測量等。例如,若主要用于生物樣品的表面形貌觀察,可選擇輕敲模式探針;若需測量樣品的導電性,則應選擇導電探針。
  - 預算范圍:根據經費情況確定可接受的價格區間。不同類型、品牌的探針價格差異較大,需在滿足需求的前提下盡量控制成本。
  2. 考慮探針類型
  - 接觸模式探針:適用于導電或非導電樣品,能提供較好的分辨率,但可能對柔軟或脆弱樣品造成損傷。其針尖半徑一般在10到幾十納米,懸臂由硅片或氮化硅片制成。
  - 非接觸/輕敲模式探針:減少了對樣品的機械損傷,適合于脆弱樣品的研究,且可以獲得較高的橫向分辨率。該模式下探針間隙性地接觸樣品表面,要求探針有很高的懸臂彈性系數來避免與樣品表面的微層水膜咬死。
  - 膠體探針:帶有微球或其他顆粒物的探針,用于測量粗糙表面或進行特定功能化測量。
  - 導電探針:對于需要進行導電性測量的應用,如掃描隧道顯微鏡(STM)模式下的操作。通常通過對普通探針鍍一層金屬(如Pt、Cr、Ti、Pt和Ir等)得到,但使用時導電鍍層容易脫落,導電性難以長期保持。不過,新型的碳納米管針尖、金剛石鍍層針尖、全金剛石針尖、全金屬絲針尖等克服了普通導電針尖的一些缺點。
  - 磁性探針:應用于磁力顯微鏡(MFM),通過在普通tapping和contact模式的探針上鍍Co、Fe等鐵磁性層制備,分辨率比普通探針差,使用時導電鍍層也容易脫落。
  - 大長徑比探針:專為測量深的溝槽以及近似鉛垂的側面而設計生產,不太常用,但分辨率很高,使用壽命一般。
  - 類金剛石碳AFM探針/全金剛石探針:一種是在硅探針的針尖部分上加一層類金剛石碳膜,另一種是全金剛石材料制備,具有很大的耐久性,減少了針尖的磨損從而增加了使用壽命,但價格較高。
  - 生物探針(分子功能化):可用于研究生物分子間的相互作用等,但對其性能和穩定性要求較高。
  3. 關注探針參數
  - 彈簧常數:反映了探針懸臂的剛度,對于軟樣品應選擇較低的彈簧常數,而硬樣品則可以使用較高彈簧常數的探針。一般來說,彈簧常數越低,探針對于樣品的作用力就越小,越不容易造成樣品的損傷。
  - 共振頻率:決定了探針在特定模式下的響應速度,非接觸模式通常需要更高的共振頻率。較高的共振頻率可以使探針更快地跟隨樣品表面的變化,提高成像的速度和精度。
  - 尖端形狀與尺寸:尖端的形狀和大小直接影響成像分辨率,更細的尖端可以獲得更高的分辨率。常見的尖端形狀有錐形、球形、金字塔形等,不同的形狀適用于不同的應用場景。
  - 探針長度與寬度:根據儀器的要求以及操作空間來選擇合適尺寸的探針。如果儀器的操作空間較小,就需要選擇較短、較窄的探針;反之,如果操作空間較大,可以選擇較長、較寬的探針。
  4. 選擇可靠的供應商
  - 品牌信譽:選擇品牌的探針,通常質量更有保障。品牌的生產廠家在技術研發、生產工藝、質量控制等方面具有優勢,能夠提供性能穩定、可靠性高的探針產品。可以參考其他用戶的使用評價、專業論壇的討論以及相關的行業報告來了解品牌的信譽度。
  - 售后服務:良好的售后服務是購買探針時需要考慮的重要因素。供應商應能夠提供及時的技術支持、維修服務以及探針的更換等服務。在使用過程中遇到問題時,能夠得到供應商的幫助和解決方案,可以減少因探針故障帶來的損失和麻煩。
  - 產品質量認證:查看探針是否通過了相關的質量認證,如ISO認證等。通過質量認證的產品表明其符合一定的質量標準和規范,質量和性能更可靠。

 

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