原子力显微镜的基本原理与金属表面的重要性

除了可见光，我们还能用什么来探测样品表面？电子束是放大率比光学显微镜高出许多倍的理想选择。但是，当我们处理纳米（nm）级和亚纳米级的分辨率时，分辨能力并不是最终的决定因素。部分原因是，研究人员在分子尺度成像解决方案方面的选择太多了。

假设您想评估金属表面的形态和形貌特性。电子显微镜可以详细了解相结构、晶粒尺寸等。而扫描探针显微镜（SPM）则可以更深入地了解三维表面结构，即使金属表面在纳米尺度上是均匀的。您选择哪种技术？

如今，电子束和物理扫描探针通常可同时用于全面的样品分析，从而为您省去了选择的烦恼。

原子力显微镜：基础知识

原子力显微镜（AFM）是基于扫描探针技术的最流行的显微方法。它与扫描或透射电子显微镜（SEM/TEM）相辅相成，可以分辨高度光滑表面最细微的形貌变化。此外，原子力显微镜还能分辨粘附性、弹性、磁性、硬度等一系列成分质量。这需要使用专门的探针尖端和精密设计的基底，以提高信噪比。

下面是一个简单的例子：原子力显微镜已被确定为评估功能化金属表面自组装单层（SAM）印刷质量的有效方法。这些独特的有机分子基于分子间和分子基底与分子间的相互作用，通过吸附自发地在表面上组装。随后，原子力显微镜可以评估印刷参数，并检测出小至一个分子的图案误差。然而，这种超高精度需要超平基底，通常是金等金属表面。

模板剥离金属表面

在原子力显微镜中，平面意味着在原子尺度上地形均匀。要通过外延或火焰退火等传统制造方法达到这一质量并不容易。虽然这些方法可以提供不错的平面度，但仅限于表面积不超过两微米（µm）的薄片。²)，这是一个小得令人望而却步的基底。大多数应用需要比这更大的金属表面。

模板剥离是一种新技术，用于在金等金属表面上复制云母玻璃或抛光硅石的天然平整度。您可以在玻璃/硅芯片上沉积粘合剂中间体，然后在模板上镀上一层均匀的金薄膜。底层基底的大面积埃级均匀性会转化到金属表面，从而产生具有原始设计拓扑结构的高功能金基底。

这使研究人员能够在原子范围内实现表征材料所需的超高分辨率，而基底不均匀性或不理想的表面-尖端相互作用的干扰可忽略不计。SAM 评估之外、 模板剥离 金属表面已被证明是单分子成像、DNA 折纸、二维材料表征等领域的理想选择。

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