日本粗糙度儀原子力顯微鏡及其使用

原子力顯微鏡是以掃描隧道顯微鏡基本原理開展起來的掃描探針顯微鏡。原子力顯微鏡的呈現(xiàn)無疑為納米科技的開展起到了推進(jìn)效果。以原子力顯微鏡為代表的掃描探針顯微鏡是運(yùn)用一種小探針在樣品外表上掃描，然后供給高放大倍率調(diào)查的一系列顯微鏡的總稱。原子力顯微鏡掃描能供給各種類型樣品的外表狀態(tài)信息。與慣例顯微鏡比較，原子力顯微鏡的長處是在大氣條件下，以高倍率調(diào)查樣品外表，可用于簡直所有樣品（對外表光潔度有必定要求），而不需求進(jìn)行其他制樣處理，就可以得到樣品外表的三維形貌圖象。并可對掃描所得的三維形貌圖象進(jìn)行粗糙度核算、厚度、步寬、方框圖或顆粒度剖析。

原子力顯微鏡可以檢測許多樣品，供給外表研討和生產(chǎn)操控或流程開展的數(shù)據(jù)，這些都是慣例掃描型外表粗糙度儀及電子顯微鏡所不能供給的。

一、日本粗糙度儀基本原理

原子力顯微鏡是運(yùn)用檢測樣品外表與細(xì)微的探針頂級之間的彼此效果力（原子力）測出外表的形貌。

探針頂級在小的軔性的懸臂上，當(dāng)探針接觸到樣品外表時，發(fā)生的彼此效果，以懸臂偏轉(zhuǎn)方式檢測。樣品外表與探針之間的距離小于3－4nm，以及在它們之間檢測到的效果力，小于10－8N。激光二極管的光線聚焦在懸臂的背面上。當(dāng)懸臂在力的效果下彎曲時，反射光發(fā)生偏轉(zhuǎn)，運(yùn)用位敏光電檢測器偏轉(zhuǎn)角。然后通過核算機(jī)對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后得到樣品外表的三維圖象。

完好的懸臂探針，置放于在受壓電掃描器操控的樣品外表，在三個方向上以精度水平0.1nm或更小的步寬進(jìn)行掃描。一般，當(dāng)在樣品外表具體掃繪（XY軸）時，懸臂的位移反應(yīng)操控的Z軸效果下保存固定不變。以對掃描反應(yīng)是反應(yīng)的Z軸值被輸入核算機(jī)處理，得出樣品外表的調(diào)查圖象（3D圖象）。

二、原子力顯微鏡的特色

1．高分辨力能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越掃描電子顯微鏡（SEM），以及光學(xué)粗糙度儀。樣品外表的三維數(shù)據(jù)滿足了研討、生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗(yàn)越來越微觀化的要求。

2．非破壞性，探針與樣品外表彼此效果力為10－8N以下，遠(yuǎn)比以往觸針式粗糙度儀壓力小，因而不會損害樣品，也不存在掃描電子顯微鏡的電子束損害問題。另外掃描電子顯微鏡要求對不導(dǎo)電的樣品進(jìn)行鍍膜處理，而原子力顯微鏡則不需求。

3．使用規(guī)模廣，可用于外表調(diào)查、尺度測定、外表粗糙測定、顆粒度解析、突起與凹坑的計(jì)算處理、成膜條件點(diǎn)評、保護(hù)層的尺度臺階測定、層間絕緣膜的平整度點(diǎn)評、VCD涂層點(diǎn)評、定向薄膜的沖突處理進(jìn)程的點(diǎn)評、缺陷剖析等。

4．軟件處理功用強(qiáng)，其三維圖象顯現(xiàn)其大小、視角、顯現(xiàn)色、光澤可以自由設(shè)定。并可選用網(wǎng)絡(luò)、等高線、線條顯現(xiàn)。圖象處理的宏管理，斷面的形狀與粗糙度解析，形貌解析等多種功用。

三、日本粗糙度儀使用實(shí)例

1．使用于紙張質(zhì)量檢驗(yàn)。 2．使用于陶瓷膜外表形貌剖析。 3．鑒定材料納米尺度外表形貌特征