原子力顯微鏡探針基本都是由MEMS技術(shù)加工 Si 或者 Si3N4來制備. 探針針尖半徑一般為10到幾十 nm。微懸臂通常由一個一般100~500μm長和大約500nm~5μm厚的硅片或氮化硅片制成。典型的硅微懸臂大約100μm長、10μm寬、數(shù)微米厚。
利用探針與樣品之間各種不同的相互作用的力而開發(fā)了各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的顯微鏡,如AFM(范德法力),靜電力顯微鏡EFM(靜電力)磁力顯微鏡MFM(靜磁力)側(cè)向力顯微鏡LFM(探針側(cè)向偏轉(zhuǎn)力)等, 因此有對應(yīng)不同種類顯微鏡的相應(yīng)探針。
AFM原子力顯微鏡的探針主要有以下幾種:
①非接觸/輕敲模式針尖以及接觸模式探針:*常用的產(chǎn)品,分辨率高,使用壽命一般。使用過程中探針不斷磨損,分辨率很容易下降。主要應(yīng)用與表面形貌觀察。
②導(dǎo)電探針:通過對普通探針鍍10-50納米厚的Pt(以及別的提高鍍層結(jié)合力的金屬,如Cr,Ti,Pt和Ir等)得到。導(dǎo)電探針應(yīng)用于EFM,KFM,SCM等。導(dǎo)電探針分辨率比tapping和contact模式的探針差,使用時導(dǎo)電鍍層容易脫落,導(dǎo)電性難以長期保持。導(dǎo)電針尖的新產(chǎn)品有碳納米管針尖,金剛石鍍層針尖,全金剛石針尖,全金屬絲針尖,這些新技術(shù)克服了普通導(dǎo)電針尖的短壽命和分辨率不高的缺點。
③磁性探針:應(yīng)用于MFM,通過在普通tapping和contact模式的探針上鍍Co、Fe等鐵磁性層制備,分辨率比普通探針差,使用時導(dǎo)電鍍層容易脫落。
④大長徑比探針:大長徑比針尖是專為測量深的溝槽以及近似鉛垂的側(cè)面而設(shè)計生產(chǎn)的。特點:不太常用的產(chǎn)品,分辨率很高,使用壽命一般。技術(shù)參數(shù):針尖高度> 9μm;長徑比5:1;針尖半徑< 10 nm。
⑤類金剛石碳原子力顯微鏡探針/全金剛石探針:一種是在硅探針的針尖部分上加一層類金剛石碳膜,另外一種是全金剛石材料制備(價格很高)。這兩種金剛石碳探針具有很大的耐久性,減少了針尖的磨損從而增加了使用壽命。
還有生物探針(分子功能化),力調(diào)制探針,壓痕儀探針。