龙 飞 王春梅 孙洁林 胡 钧,2

1（上海交通大学生命科学技术学院 上海 200240）

2（中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800）

原子力显微镜(Atomic Force Microscopy, AFM)成像具有纳米级高分辨率[1]，其将一个对微小力非常敏感的微悬臂一端固定，另一端为微小探针，探针与样品表面的相互作用能引起悬臂偏折，记录此信号即可得到样品表面的信息。AFM摆脱了扫描隧道显微镜[2,3]对于样品导电性的限制，能在真空、气相、液相等多种环境下进行检测，在材料学、电子学、生物学等领域中得到广泛应用[4–11]。

然而，若 AFM 成像过程中未严格控制环境条件，环境温度波动会引起仪器尺寸变化而导致热漂移[12]。例如，一个1 mm长的部件，膨胀系数若为10–5/ºC，则 1ºC 的波动将产生 10 nm的尺寸变化。对宏观尺度而言，这种热漂移通常可忽略；但在纳米尺度上，这将严重地影响 AFM 扫描的准确性。AFM的栅格扫描模式获得一幅图像常需数分钟，受热漂移影响，图像的样品形貌会发生失真，产生测量误差。

本研究受电镜中图像处理技术的启发[13–17]，将图像配准技术应用于 AFM 成像时热漂移计算，并通过对热漂移变化规律的分析，提出针对 AFM 图像的热漂移校正方法。此法广泛适用于室温大气环境中AFM图像的校正，能有效提高AFM图像测量的准确性。

1 实验条件及样品制备

本实验使用 MultiMode型原子力显微镜(美国Veeco/DI公司)，控制器为NanoScope IIIa，扫描管为J型。探针为Mikromasch公司的NSC-11硅探针，标称弹性系数48 N/m，半径10nm。

实验所用衬底为云母。将20nm胶体金颗粒(Sigma公司)用纯水稀释10–50倍，取5–10μL滴在Parafilm膜上。将云母片缓慢盖在胶体金液滴上，静置2–3min后揭下，用纯水冲洗，用吸耳球吹干待用。……