原子力顯微鏡有著可以在大氣和液體環(huán)境下對(duì)各種材料和樣品進(jìn)行納米區(qū)域的物理性質(zhì)，包括形貌進(jìn)行探測(cè)，或者直接進(jìn)行納米操縱的特性。而微納操作技術(shù)是在微納米尺度上制造具有特定功能結(jié)構(gòu)與器件的方法，該技術(shù)獲得廣泛的關(guān)注和研究。本文簡(jiǎn)述原子力顯微鏡探測(cè)物體表面形狀的基本原理以及其核心構(gòu)件的組成與功能。

納米材料在光、電、磁等方面具有獨(dú)特的性能，將其制成特定的結(jié)構(gòu)和器件已成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)問題。納米物體的操作方法是制造納米器件的關(guān)鍵技術(shù)，影響著器件的精度和性能。它通過對(duì)微米、亞微米與納米尺度上的物體進(jìn)行物理、化學(xué)和生物等特性的測(cè)量，通過推拉、提取、搬運(yùn)和放置等方法構(gòu)造與改變物體形狀結(jié)構(gòu)，從而完成微納機(jī)器人、傳感器與機(jī)電系統(tǒng)的構(gòu)建。微納操作技術(shù)將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生極其重要的影響，例如人造細(xì)胞和細(xì)胞修復(fù)機(jī)器人能對(duì)不可治愈疾病所造成的壞損細(xì)胞進(jìn)行替代或修復(fù)，并能延長(zhǎng)人類的壽命。而現(xiàn)有的納米操作方法中，AFM由于其不受材料限制，并具有原子級(jí)分辨能力，因此被看作為一種重要的微加工工具，廣泛應(yīng)用于納米技術(shù)的研究。

納米加工的方法和機(jī)理

利用針尖誘導(dǎo)進(jìn)行局域氧化

基于AFM針尖電場(chǎng)誘導(dǎo)局域氧化制備納米結(jié)構(gòu)的工作，以易操作，結(jié)構(gòu)可控，氧化物本身優(yōu)良的絕緣特性、抗刻蝕性及與現(xiàn)有的微電子工業(yè)工藝相容性等優(yōu)點(diǎn)受眾多研究小組重視。

IBM實(shí)驗(yàn)室的PhAvouris研究小組首先提出了具有代表性的針尖誘導(dǎo)氧化機(jī)理。他們對(duì)氧化的條件進(jìn)行了仔細(xì)的研究和觀察，使針尖保留在樣品的某個(gè)位置，然后施加不同幅值的電壓脈沖，脈沖高度從-2到20V，脈沖的高度和寬度可以從AFM的圖象得到；另外他們還給出了用于動(dòng)力學(xué)研究的氧化點(diǎn)高度和電脈沖寬度的關(guān)系。同時(shí)觀察到即使電脈沖的幅值低于-2V也可以誘導(dǎo)生長(zhǎng)氧化點(diǎn)。為了證實(shí)氧化過程中離子成分的存在，PhAvouris測(cè)量了氧化過程中氧化電流隨時(shí)間成非線性遞減的變化曲線。

納米刻蝕加工

利用AFM針尖直接在樣品表面刻劃形成納米圖案和撥動(dòng)顆粒至指定的地方均屬于納米刻蝕加工技術(shù)。此方法需要選用一種特殊針尖，這種針尖尖端是金剛石顆粒，懸臂梁是具有高彈性模量的材料，通常達(dá)到20N/m.具體步驟，首先用這種針尖掃描樣品的表面，得到樣品表面刻劃前的形貌，然后調(diào)節(jié)針尖在表面施加應(yīng)力（可達(dá)到10-6N），此時(shí)關(guān)掉反饋控制系統(tǒng)，通過控制軸、軸的偏置讓針尖在表面劃過，材料表面將被劃開一條裂紋（約在幾十納米范圍），大小與針尖曲率半徑有關(guān)。

用AFM的針尖誘導(dǎo)進(jìn)行局域改性

利用導(dǎo)電AFM對(duì)樣品加電壓，在樣品表面形成局域大電流密度，從而對(duì)材料表面進(jìn)行局域改性。此方法對(duì)表面形貌無影響，因而從形貌上看不出變化，但通過電流相可以看出變化。這種局域改性特點(diǎn)有利于進(jìn)行信息寫入和讀出，特別是通過選擇材料改進(jìn)納米點(diǎn)的寫入或擦除，在應(yīng)用領(lǐng)域有很廣闊的前景。

用AFM操縱單分子和原子

利用AFM針尖與樣品表面原子相互作用，可以實(shí)現(xiàn)直接操縱單原子，從而使制造納米結(jié)構(gòu)成為可能。20世紀(jì)90年代初期，IBM科學(xué)家首次展示在低溫下用STM進(jìn)行原子操縱，然后又成功地制造“分子小人”和更具有實(shí)際物理意義的人工“量子?xùn)艡凇?。近年來，科學(xué)家更關(guān)心的是在室溫下操縱更復(fù)雜的圖案，了解和控制分子與分子10之間，分子與襯底之間的相互作用，同時(shí)保證分子擴(kuò)散勢(shì)壘小于內(nèi)部各種化學(xué)鍵的強(qiáng)度。

面向信息產(chǎn)品的AFM的納米加

目前，如何控制分子取向和調(diào)整分子構(gòu)型，乃至工技術(shù)對(duì)分子進(jìn)行“裁剪”和加工，人工控制制造出新的分子是單分子研究中的重大挑戰(zhàn)[12]。近年來，科學(xué)家取得不少重要成果，已設(shè)計(jì)出分子齒輪，電子開關(guān)，轉(zhuǎn)柵，單電子晶體管，單電子邏輯器，碳納米管整流器，分子開關(guān)，化學(xué)分子馬達(dá)，分子棘輪，及用AFM加工出納米鎖和納米鑰匙等。

以下是我司客戶測(cè)樣：

掃描范圍：3.8um*3.8um

蘇州飛時(shí)曼精密儀器有限公司成立于2013年，坐落在美麗的蘇州高新區(qū)科技城，是一家起點(diǎn)高、前瞻性強(qiáng)的研發(fā)和制造型高科技企業(yè)。公司的核心研究方向?yàn)楣狻C(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、原子力顯微鏡廠家，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）。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。