高翔（西北大学，陕西 西安 710127）

1 原子力显微镜成像基本原理

原子力显微镜实际上就是通过原子之间的细微作用力来进行基本成像。原子力显微镜可以合理的把纳米级探针适当的固定在对于力比较敏感的、容易操控的弹性悬臂上。一旦探针靠近材料样品的时候，样品表面原子与探针顶端原子之间逐渐形成范德华力从而导致悬臂出现变形，以至于偏离原来的轨道，并且依据在扫描材料的时候测出的振动频率或者偏移量来构建三维图像，从而得到材料的形状和样貌。依据不同材料和探针之间的不同作用力，原子力显微镜的主要模式有:轻敲模式、接触模式以及非接触模式来合理成像。在材料进行原子力成像的时候，一般使用的都是轻敲模式，主要就是利用探针的间歇性轻敲材料。因为材料与针尖接触时间不是很长，可以很大程度的降低探针的破坏力。与以往的成像技术相比较来说，这种成像方式具有设备简单、能够在空气、真空以及溶液中成像，因此，应用比较广泛。

2 原子力显微镜在材料成像中的应用

2.1 原子力显微镜在探测材料样貌方面的应用

利用原子力显微镜来观测材料的样貌进行成像的时候，材料与探针之间出现相应作用力改变能够很好的反映出材料表面的三维图像。可以通过数值分析出材料表面的高低起伏情况，因此，在利用原子力显微镜对材料进行图像分析的时候，可以有效地发现材料表面的颗粒程度、粗糙程度、孔径分布以及孔的结构等。……