选购原子力显微镜探针需要综合考虑多个因素。在选购过程中,建议多咨询专业人士的意见,参考相关的技术资料和用户评价,以便做出明智的选择,以下是一些关键的选购要点:
1. 明确需求与预算
- 应用需求:确定探针的主要用途,如表面形貌成像、力学性质测量、电学性质测量等。例如,若主要用于生物样品的表面形貌观察,可选择轻敲模式探针;若需测量样品的导电性,则应选择导电探针。
- 预算范围:根据经费情况确定可接受的价格区间。不同类型、品牌的探针价格差异较大,需在满足需求的前提下尽量控制成本。
2. 考虑探针类型
- 接触模式探针:适用于导电或非导电样品,能提供较好的分辨率,但可能对柔软或脆弱样品造成损伤。其针尖半径一般在10到几十纳米,悬臂由硅片或氮化硅片制成。
- 非接触/轻敲模式探针:减少了对样品的机械损伤,适合于脆弱样品的研究,且可以获得较高的横向分辨率。该模式下探针间隙性地接触样品表面,要求探针有很高的悬臂弹性系数来避免与样品表面的微层水膜咬死。
- 胶体探针:带有微球或其他颗粒物的探针,用于测量粗糙表面或进行特定功能化测量。
- 导电探针:对于需要进行导电性测量的应用,如扫描隧道显微镜(STM)模式下的操作。通常通过对普通探针镀一层金属(如Pt、Cr、Ti、Pt和Ir等)得到,但使用时导电镀层容易脱落,导电性难以长期保持。不过,新型的碳纳米管针尖、金刚石镀层针尖、全金刚石针尖、全金属丝针尖等克服了普通导电针尖的一些缺点。
- 磁性探针:应用于磁力显微镜(MFM),通过在普通tapping和contact模式的探针上镀Co、Fe等铁磁性层制备,分辨率比普通探针差,使用时导电镀层也容易脱落。
- 大长径比探针:专为测量深的沟槽以及近似铅垂的侧面而设计生产,不太常用,但分辨率很高,使用寿命一般。
- 类金刚石碳AFM探针/全金刚石探针:一种是在硅探针的针尖部分上加一层类金刚石碳膜,另一种是全金刚石材料制备,具有很大的耐久性,减少了针尖的磨损从而增加了使用寿命,但价格较高。
- 生物探针(分子功能化):可用于研究生物分子间的相互作用等,但对其性能和稳定性要求较高。
3. 关注探针参数
- 弹簧常数:反映了探针悬臂的刚度,对于软样品应选择较低的弹簧常数,而硬样品则可以使用较高弹簧常数的探针。一般来说,弹簧常数越低,探针对于样品的作用力就越小,越不容易造成样品的损伤。
- 共振频率:决定了探针在特定模式下的响应速度,非接触模式通常需要更高的共振频率。较高的共振频率可以使探针更快地跟随样品表面的变化,提高成像的速度和精度。
- 尖端形状与尺寸:尖端的形状和大小直接影响成像分辨率,更细的尖端可以获得更高的分辨率。常见的尖端形状有锥形、球形、金字塔形等,不同的形状适用于不同的应用场景。
- 探针长度与宽度:根据仪器的要求以及操作空间来选择合适尺寸的探针。如果仪器的操作空间较小,就需要选择较短、较窄的探针;反之,如果操作空间较大,可以选择较长、较宽的探针。
4. 选择可靠的供应商
- 品牌信誉:选择品牌的探针,通常质量更有保障。品牌的生产厂家在技术研发、生产工艺、质量控制等方面具有优势,能够提供性能稳定、可靠性高的探针产物。可以参考其他用户的使用评价、专业论坛的讨论以及相关的行业报告来了解品牌的信誉度。
- 售后服务:良好的售后服务是购买探针时需要考虑的重要因素。供应商应能够提供及时的技术支持、维修服务以及探针的更换等服务。在使用过程中遇到问题时,能够得到供应商的帮助和解决方案,可以减少因探针故障带来的损失和麻烦。
- 产物质量认证:查看探针是否通过了相关的质量认证,如ISO认证等。通过质量认证的产物表明其符合一定的质量标准和规范,质量和性能更可靠。