原子力显微镜（AFM）是一种具备亚纳米级分辨能力的表面扫描表征技术，属于在纳米尺度上开展的非破坏性表面分析方法。其空间分辨率相比传统光学显微镜的衍射极限高。AFM常被用于表征材料在纳米尺度下的形貌特征，同时还能获取其机械性能、功能特性以及电学特性等多方面信息。
所属品牌： NanoMagnetics Instruments（NMI）
负责人：吴闻起
联系电话：13691896712 电子邮箱：wqwu@welloptics.cn
原子力显微镜，最大扫描面积120µm×120µm×40 µm，最高分辨率0.02nm
原子力显微镜（AFM）是一种具备亚纳米级分辨能力的表面扫描表征技术，属于在纳米尺度上开展的非破坏性表面分析方法。其空间分辨率相比传统光学显微镜的衍射极限高出约103。AFM常被用于表征材料在纳米尺度下的形貌特征，同时还能获取其机械性能、功能特性以及电学特性等多方面信息。
根据胡克定律，当原子力显微镜使悬臂末端的针尖接近样品表面进行表面形态扫描时，针尖与样品之间的相互作用力会改变悬臂的弯曲程度。在设备主体后方，一束由二极管激光器发出的光束经聚焦后打在微悬臂背面，悬臂弯曲时反射光斑也会发生偏移，探测器会实时记录其运动轨迹从而获取样品的表面形貌信息。
便携式AFM显微镜应用案例与用户群体：
NMI便携式原子力显微镜已被全球众多知名科研机构和工业实验室采用，积累了丰富的应用案例。例如，在NASA的太空材料研究中，NMI原子力显微镜被用于表征热防护涂层的微观结构及其在极端环境下的演化行为。在斯坦福大学的新能源材料研究中，研究人员利用便携式AFM显微镜的KPFM模式测量钙钛矿太阳能电池表面的电势分布，研究其光电转换机制与效率衰减原因。
除了高等院校和科研机构，NanoMagnetics便携式原子力显微镜还广泛应用于工业研发领域。许多半导体制造商利用ezAFM便携式原子力显微镜进行产品质量控制和工艺优化，通过纳米级别的缺陷检测提高产品良率。在材料开发公司，研究人员利用NMI便携式原子力显微镜的多模式成像功能评估新开发的高分子材料、复合材料和功能涂层的性能，加速新材料的研发进程。
NMI原子力显微镜参数指标:
-商用悬臂自对准
-两种扫描范围：120×120×40μm，40×40×4μm
-接触模式, 动态力/ 相位成像模式, 侧向力显微镜 LFM 和磁力显微镜 MFM 模式
-65fm/√HZ基底噪声
-2μm分辨率的集成光学显微镜
-视频摄像机：8MP视频分辨率，390×230μm视场角，3264×2448像素点，30fps的帧率
-24位ADC/DAC数据采集，FPGA+DSP 的数字信号处理系统
-样品尺寸不超过10×10×5mm（也可选配尺寸不受限的版本）
-USB接口
-终身免费的软件升级更新
NMI便携式原子力显微镜微悬臂在空气环境的热噪声
NMI原子力显微镜扩展成像选项：
-划痕光刻法
-扫描隧道显微镜（ezSTM）
-液体存放单元
-ezAFM+特有扩展：加热/冷却台（-30℃-250℃）
NMI原子力显微镜可选择的配件：
-信号接收模组
-40毫米行程的XY电动样品定位器
-2毫米行程的XY手动样品定位器
左：信号接收模组 右：XY电动平台（精度1μm）
原子力显微镜原理结构示意图
原子力显微镜对用户友好的体现：
ezAFM/ezAFM+便携式显微镜是NanoMagnetics Instruments为了解决传统原子力显微镜比较笨重这个痛点而设计的。它具有以下优势：
-便携及紧凑：ezAFM原子力显微镜包括操作电脑在内全部设备所占面积仅为70cm×30cm，是市面上现存最便携的原子力显微镜之一。
-耐用及可灵活调节：ezAFM/ezAFM+便携式显微镜在保证安全的前提下可以轻松地更换扫描头。从高分辨率扫描模式只需几分钟即可切换到适用于较粗糙表面的大范围扫描模式。
-使用操作极其简单：ezAFM/ezAFM+便携式显微镜的扫描头配备了专门设计的“对准芯片”，可与市售的探针悬臂梁配合使用。这一独特系统确保激光和光电探测器每次都能完美对准，使悬臂梁更换成为简单、无挫败感的过程，而无需花费数小时对准激光。
NMI原子力显微镜的先进的研究功能与扫描模式：
ezAFM原子力显微镜是一款NanoMagnetics Instruments开发的多功能平台，能够执行多种扫描模式以满足用户表面形态扫描的科研需求。
-高分辨率成像：选择40x40x4 µm扫描头，实现超高分辨率（0.02nm级别Z轴分辨率），非常适合在单层石墨烯等样品上观察原子级细节。
-大样本与粗糙表面分析：选择120x120x40 µm扫描头，用于分析较大、更粗糙的样本，如纺织品、纸浆和生物结构。
左：使用ezAFM扫描单层石墨烯的成像 右：使用ezAFM对蓝宝石表面扫描成像
-便携式AFM显微镜包含多种扫描模式(NMI横向力显微镜, 便携式NMI磁力显微镜等)：
1.ezAFM便携式原子力显微镜的间歇式接触（接触）模式用于形貌测量
2.NMI横向力显微镜（LFM）用于摩擦分析
3.便携式NMI磁力显微镜（MFM）用于磁畴成像
4.力-距离光谱（f-d）用于分析材料的机械性能
5.可选配的液体模式：ezAFM便携式原子力显微镜上加装 AQUA™扫描头，可在原生液体环境中对生物样本进行稳定、高分辨率的表面形态扫描。
6.电响应力显微镜、开尔文探针力显微镜、导电原子力显微镜、扫描扩散电阻显微镜(ezAFM+新增模式)
ezAFM原子力显微镜在不同模式下的横向分辨率表现：
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工作模式 |
120μm×120μm扫描器分辨率 |
40μm×40μm扫描器分辨率 |
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间歇式接触模式 |
<16 nm |
<5 nm |
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接触模式 |
<16 nm |
<5 nm |
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NMI横向力显微镜模式 |
<16 nm |
<5 nm |
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便携式NMI磁力显微镜模式 |
<25 nm |
<25 nm |
无缝集成：手套箱与倒置显微镜
-手套箱集成 AFM：NanoMagnetics便携式原子力显微镜可以小型化和远程操作功能使其易于集成到惰性气氛手套箱中，便携式AFM显微镜可用于空气敏感样本的分析。
-与光学显微镜结合：NanoMagnetics便携式原子力显微镜可以ezAFM-ILM 系统可直接安装在倒置光学显微镜上，使用户能够无缝地将纳米级AFM 数据与光学成像相关联。
