从h-BN的表面形貌到表面电势，揭示原子力显微镜（AFM）在二维材料领域的强大应用

二维材料（2D Materials）作为21世纪材料科学的重要突破之一，以其独特的结构和优异的性能，在电子、能源、传感、光电子、医疗、环境等领域展现出革命性的应用潜力。尽管目前仍面临制备、稳定性、集成等多方面的挑战，但随着技术的不断进步和研究的深入，二维材料有望在未来几十年内推动多个行业的技术革新，成为构建下一代智能、柔性、高效器件的核心基础材料。

石墨烯（Graphene）、过渡金属二硫化物（如MoS₂）、黑磷（BP）、六方氮化硼（h-BN）、MXene、二维过渡金属碳/氮化物等都是二维材料的典型代表。AFM凭借其高空间分辨率、多模态测量能力、对样品的低损伤性以及在多种环境下的适应性，在二维材料的基础研究、性能表征和器件应用探索中，发挥着核心作用，尤其是在厚度测量、表面形貌、纳米力学、纳米电学特性和异质结构分析等方面，AFM是最为关键的表征手段之一。

以下以h-BN为例，为大家介绍采用富睿思原子力显微镜测试的二维材料的典型结果。如下图所示，是扫描范围为10 μm的六方氮化硼（h-BN）的形貌图像和表面电势图像，从形貌图像中可以分析出该h-BN单层的厚度约为0.3 nm，平整处表面粗糙度约为0.4 nm，表面电势图像中可以明显地看到经过特殊处理的h-BN内部表面电势的不规则分布。通过对h-BN厚度、表面粗糙度、表面电势的分析可以为层数对电子及晶格结构的影响、掺杂效应引起的局域功函数变化提供直观的数据支撑。

h-BN表面形貌图像（纵坐标单位：nm）

h-BN表面电势图像（纵坐标单位：mV）