由于AFM具有原子級(jí)高分辨率,且放大倍率連續(xù)可調(diào),探測(cè)過程中對(duì)樣品表面無損傷,不需要高真空的必要工作條件,且體積小、成本低、性價(jià)比高,綜合指標(biāo)與其它常規(guī)顯微手段相比優(yōu)勢(shì)明顯。

納米壓痕又稱深度敏感壓痕技術(shù),是近幾年發(fā)展起來的一種新技術(shù),它可以在不用分離薄膜與基底材料的情況下直接得到薄膜材料的許多力學(xué)性質(zhì),例如彈性模量、硬度等。材料硬度的測(cè)試原理起源于1881年Hertz的壓痕測(cè)定法,但該測(cè)定法受到所加負(fù)載大小與壓痕邊沿質(zhì)量之間矛盾的限制,對(duì)于薄膜材料的測(cè)定很不精確。1992年Oliver和Pharr提出用納米量級(jí)壓痕的負(fù)荷6-6位移關(guān)系測(cè)試和分析材料的機(jī)械力學(xué)性質(zhì),特別是薄膜材料的顯微硬度的新方法。采用Oliver和Pharr的新方法,微小壓痕的深度只要達(dá)到幾個(gè)納米,就能從壓痕的各項(xiàng)數(shù)據(jù)中推算出材料的顯微硬度。這樣就避免了壓痕邊沿碎裂、襯底影響等傳統(tǒng)檢測(cè)硬度技術(shù)的種種缺點(diǎn),使得測(cè)量膜厚很小的薄膜材料的顯微鏡硬度成為可能。除此之外,使用這種新方法,還能根據(jù)壓痕過程的加載和卸載曲線,研究材料的彈性模量。

在Oliver-Pharr方法中,金剛石壓頭壓入材料表面的壓入深度的位移(壓入位移),隨所加負(fù)荷的增加而單調(diào)增加,同時(shí),在待測(cè)樣品的彈性限度內(nèi)壓頭與材料表面的接觸面積也之增加。因此,在一個(gè)完整的加載-卸載測(cè)量周期中,可獲得所需的壓痕數(shù)據(jù),從而導(dǎo)出顯微硬度和彈性模量。

實(shí)驗(yàn)表明,由AFM測(cè)量的納米級(jí)硬度值要大于由傳統(tǒng)硬度測(cè)試儀所測(cè)量值,同時(shí),隨著AFM壓入載荷的減小,納米級(jí)硬度值呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。

原子力顯微鏡(AFM)秉承了掃描探針顯微鏡(SPM)家族的優(yōu)異性能,不但在原子級(jí)形貌觀測(cè)方面起不可替代的作用,同時(shí)憑借著測(cè)量中對(duì)力的極端敏感性,AFM還可以測(cè)量表面納米尺度范圍內(nèi)的力學(xué)性質(zhì),例如磨損量,納米潤(rùn)滑層的厚度,摩擦力和摩擦系數(shù)等。這些都將成為AFM應(yīng)用的一種擴(kuò)展,將極大地推動(dòng)納米摩擦學(xué)的研究。

蘇州飛時(shí)曼精密儀器有限公司成立于2013年，在2015年，公司獲得江蘇省高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)30多項(xiàng)，研發(fā)的多款產(chǎn)品被評(píng)為高新技術(shù)產(chǎn)品，并通過CE、ISO9001、SGS認(rèn)證。公司的核心研究方向?yàn)楣?、機(jī)、電、算一體化的微納米檢測(cè)設(shè)備、先進(jìn)的醫(yī)療儀器。飛時(shí)曼作為國(guó)內(nèi)自主品牌、蘇州飛時(shí)曼精密儀器有限公司，其主要產(chǎn)品有：原子力顯微鏡系列（多模式原子力顯微鏡 FM-Nanoview1000AFM、一體式原子力顯微鏡 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力顯微鏡一體機(jī) FM-NanoviewRa-AFM、光學(xué)原子力顯微鏡一體機(jī) FM-NanoviewOp-AFM、教學(xué)型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學(xué)型掃描隧道顯微鏡 FM-NanoviewT-STM、工業(yè)型原子力顯微鏡 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光譜儀RM5000、拉曼光譜儀RM8000、拉曼光譜儀RM9000）。公司自主研發(fā)的原子力顯微鏡基本都具備輕敲模式，且作為國(guó)內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)的原子力顯微鏡廠家，只是選配與訂做。