自原子力顯微鏡發明以來,原子力顯微鏡通過在納米尺度上提供精確、可靠、無損的成像,在材料科學和元件工程中產生了革命性的影響。原子力顯微鏡被廣泛用于納米技術應用當中,像生物醫學可植入驅動器、電池超薄陰極材料、光電探測器和存儲器和邏輯電路開關。隨著元件尺寸的不斷縮小,材料的局部特性測量方式方法在提供精確的納米尺度測量方面已經變得更加有效。局部的機械性能如粘附性和彈性模量是決定這些元件的可靠性和所含性能的關鍵參數。現有的原子力顯微鏡是基于納米機械方法被引入測量機械性能,例如包括力體積譜和納米壓痕。 然而,其中一些技術相當耗時間,有些則具有破壞性,不能滿足某些特定應用的高產量監測。 圖1展示了Park Systems開發的原子力顯微鏡PinPoint納米機械模式。Park Systems專利的PINPOINT技術比傳統的力體積譜技術至少快兩個數量級,這可以使用戶在短時間內能夠同時獲取材料的定量力學特性和高分辨率形貌圖。在操作過程中,探針針尖以接近-縮回的方式移動,確保兩者間不會形成摩擦,消除了探針和樣品間的持續接觸所產生的側向力,保持了針尖和樣品間的良好狀態,進而理想的測量軟性或硬性樣品,如硬盤和生物樣品。在圖像中的每一點獲取力-距離曲線,用于計算被測樣品的機械特性。在數據收集期間,XY 掃描器停止,并控制接觸時間以給掃描器足夠時間去獲取精確和準確的數據。 在本實驗中,成功地定量了具有不同模量范圍的4種不同材料。各試驗所得結果均接近所測材料的標稱值,證明了PinPoint模式在力學特性的定量方面所具備的優越性。此外,它又同時獲得了高分辨率圖像,顯示了樣品的表面特征。