原子力显微镜操作步骤

　　原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。

　　1、开机

　　①打开计算机主机、显示器;②打开Nanoscope控制器;③打开Dimension Stage控制器。

　　2、安装探针

　　①选择合适的探针和夹;②安装探针;③安装探针夹到原子力显微镜上。

　　3、调节激光

　　①将激光打在悬臂前端;

　　②调整检测器位置;

　　4、启动软件

　　①双击桌面Nanoscope软件图标;

　　②进入实验选择界面，根据方案，diyi步选择实验方案，二步选择实验环境，第三具体操作模式;

　　③结束上述步骤后，单击界面右下方图标“Load Experiment”，进入具体实验设置界面。

　　5、在视野中找到探针

　　在原子力显微镜视野中预先找到探针位置非常重要。若不如此做，可能会发生撞针的情况。

　　6、进样

　　①样品制备;②聚焦样品。

　　7、扫描图像

　　ScanAsyst智能模式：

　　①选择实验具体模式，ScanAsyst智能模式;

　　②选择实验环境，Air;

　　③进入实验界面;

　　④根据上面提到的步骤，调整激光，并将Head靠近样品表面以看清样品;

　　⑤点击 “Check Parameters” 图标，进入原子力显微镜实验参数设置;

　　⑥设定以下扫描参数：Scan size小于1 um ，X offset和Y offset设为 0， Scan angle 设为 0， ScanAsyst Auto Control 设为 ON;

　　⑦点击 Engage进针;

　　⑧进针结束开始扫图。将Scan size设置成要扫描的范围。

　　ScanAsyst是世界上diyi个自动优化成像参数的原子力显微镜扫描模式，这项BrukerZL的创新性技术采用智能演算方法去自动连续地监测图像质量，并适时地作出相应的参数调整。使用ScanAsyst模式，研究人员不必再去繁琐地调整setpoint、反馈增益、扫描速度等参数，只要选定你所需要的扫描区域和扫描范围，不论是在大气下还是在溶液中，都可以轻松获得高质量图像。

　　ScanAsyst可精确控制针尖与样品的作用力，可远低于Tapping Mode所需要的力，减少针尖在样品表面的划痕，保证获得无损伤高分辨的图像。

　　Tapping 模式：

　　①点击实验方案选择图标，打开界面;

　　②选择实验具体模式，Tapping Modee;

　　③选择实验环境Air进入实验界面;

　　④根据上面提到的步骤，调整激光，并将Head靠近样品表面以看清样品;

　　⑤点击 “Check Parameters” 图标;

　　⑥设定以下原子力显微镜扫描参数：Scan size小于 1 um，X offset和 Y offset设为0;

　　⑦Scan angle 设为 0;

　　⑧Tapping模式需找探针固有振动频率。点击“Auto Tune”，可以得到探针的共振峰;

　　⑨点击 Engage进针;

　　⑩进针结束开始扫图，将Scan size 设置成要扫的形貌大小;

　　⑪观察Height Sensor图中观察Trace和Retrace两条曲线的重合情况;

　　⑫优化Setpoint。在 Tapping模式下，调节Amplitude setpoint直到Trace和Retrace两条扫描线基本一致;

　　⑬优化Integral gain和 Proportional gain，一般的调节方法为：增大 Integral gain，使Trace和Retrace曲线开始震荡，然后减小 曲线开始震荡，然后减小Integral gain直到震荡消失，接下来用相同的办法调Proportional gain。通过调节增益来使两条扫描线基本重合并且没有震荡;

　　⑭调节扫描范围和速率。随着的增大，必须相应降低调节扫描范围和速率;

　　⑮如果样品很平，可以适当减小Z Range的数值，这将提高 Z方向的分辨率。

　　Contact 模式：

　　①点击实验方案选择图标 ，打开实验方案选择;

　　②选择实验具体模式，Contact Mode;

　　③选择实验环境，Air;

　　④进入实验界面;

　　⑤根据上面提到的步骤，调整激光，并将Head靠近样品表面以看清样品;

　　⑥点击“Check Parameters”图标，进入实验参数设置;

　　⑦设定原子力显微镜扫描参数：Scan size小于1 um，X offset和 Y offset设为 0，Scan angle 设为0;

　　⑧点击Engage 进针;

　　⑨进针结束开始扫图。将 Scan size 设置成要扫的形貌大小;

　　⑩观察 Height Sensor 图中观察 Trace和Retrace 两条曲线的重合情况;

　　⑪优化 Integral gain和 Proportional gain。一般的调节方法为：增大Integral gain，使Trace和Retrace曲线开始震荡，然后减小 Integral gain直到震荡消失，接下来用相同的办法来调节 Proportional gain。通过调节增益来使两条扫描线基本重合并且没有震荡;

　　⑫优化Setpoint。在Contact模式中，调节Deflection setpoint直到Trace和Retrace两条扫描线基本一致;

　　⑬调节原子力显微镜扫描范围和扫描速率。随着扫描范围的增大，扫描速率必须相应降低。大的扫描速率会减少漂移现象，但一般只用于扫描小范围的很平的表面;

　　⑭如果样品很平，可以适当减小Z Range的数值，这将提高Z方向的分辨率。

　　8、存图

　　对原子力显微镜的扫描图像存图，通过可以设置文件名及存图路径。

　　9、退针

　　点击Withdraw，退针。

　　10、关机

　　①关闭Nanoscope软件;②关闭Nanoscope 控制器;③关闭Dimension Stage控制器;④关闭计算机和显示器。