富睿思原子力显微镜AFM-Baritone、AFM-Tenor、AFM-Tuner、AFM-Tuba用到的探针均为富睿思专用探针,AFM-Piccolo可使用第三方厂商制造的探针。
目前,可供大家选择的型号主要有以下几种,如下表所示。
富睿思AFM探针列表
探针型号 | 功能 | 共振频率(f0) | 弹性常数(k) | 针尖曲率半径(r) | 悬臂形状 | 是否有导电镀层 |
APE-OLT-240AL | 形貌测试 | 70 kHz | 1.7 N/m | 7 nm | 矩形 | 无 |
APE-OLT-160AL | 形貌测试 | 270 kHz | 26 N/m | 7 nm | 矩形 | 无 |
APE-MMT-125AU | 电学测试 | 120 kHz | 5 N/m | 30 nm | 矩形 | 有 |

预装型探针盒及对应标签示意图

预装型探针示意图
富睿思原子力显微镜AFM-Piccolo采用的是探针夹直接夹持探针悬臂的方式,所以可以直接使用第三方厂商制造的探针,以下给出一些选择探针的原则,您可根据自身需求选择合适的探针。

AFM-Piccolo探针夹示意图
选择合适的AFM探针需要综合考虑多种因素,这里仅讨论在空气中测试的情况,以下是一些主要的探针选择原则。
一、根据成像模式选择
1. 接触模式(Contact Mode)
通常推荐使用较软的探针,常用弹性常数小于1 N/m。
如涉及摩擦力显微镜(LFM)测试,推荐选择矩形悬臂。
2. 轻敲模式(Tapping Mode)
通常推荐使用较硬的探针,常用弹性常数大于1 N/m,常用共振频率大于50 kHz。
3. 力学测量(Force Curve)
可以根据样品估算的杨氏模量选择对应不同弹性常数的探针,确保探针既能压动样品,也不会压坏样品。
样品杨氏模量(E) | 探针弹性常数(k) |
1 Mpa ~ 20 Mpa | 0.5 N/m |
5 Mpa ~ 500 Mpa | 5 N/m |
200 Mpa ~ 2 Gpa | 40 N/m |
1 Gpa ~ 20 Gpa | 200 N/m |
10 Gpa ~ 100 Gpa | 350 N/m |
4. 电学测量(EFM/KPFM/PFM)
探针针尖及悬臂部分需要有导电镀层,通常镀层成分是Au或者Pt/Ir。
5. 磁学测量(MFM)
探针针尖及悬臂部分需要有磁性镀层,通常镀层成分是Co/Cr。
二、根据所需分辨率和特殊应用选择
1. 常规成像
选择标准硅或氮化硅悬臂探针即可。
2. 高分辨成像
需要选用超锐利针尖,通常针尖曲率半径小于10 nm,针尖曲率半径越小,所得图像横向分辨率越高。
3. 特殊结构成像
对于深沟槽样品,可选用高长径比(aspect ratio)探针。
对于侧壁测量,可选用针尖头部带overhang的T型探针。
4. 探针修饰
如需修饰小球,可选用无针尖(tipless)探针。