磁力顯微鏡MFM/靜電力顯微鏡EFM

    掃描探針顯微鏡(SPM)不僅可以獲得樣品的表面形貌，借助特殊的探針和檢測(cè)技術(shù)，還可用以分析與作用力相關(guān)的樣品表面性質(zhì)。CSPM5500磁力顯微鏡(MFM)可以檢測(cè)樣品表面的磁疇分布，用于各種磁性材料的分析和測(cè)試；CSPM5500靜電力顯微鏡(EFM)可以檢測(cè)樣品的表面電勢(shì)、電場(chǎng)分布、薄膜的介電常數(shù)和沉積電荷等信息。

CSPM5500磁力/靜電力顯微鏡（MFM/EFM）原理圖

    磁力顯微鏡(MFM)采用磁性探針對(duì)樣品表面掃描檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)，對(duì)樣品表面的每一行都進(jìn)行兩次掃描：第一次掃描采用輕敲模式，得到樣品在這一行的高低起伏并記錄下來(lái)；然后采用抬起模式，讓磁性探針抬起一定的高度(通常為10～200nm)，并按樣品表面起伏軌跡進(jìn)行第二次掃描，由于探針被抬起且按樣品表面起伏軌跡掃描，故第二次掃描過(guò)程中針尖不接觸樣品表面（不存在針尖與樣品間原子的短程斥力）且與其保持恒定距離（了樣品表面形貌的影響），磁性探針因受到的長(zhǎng)程磁力的作用而引起的振幅和相位變化，因此，將第二次掃描中探針的振幅和相位變化記錄下來(lái)，就能得到樣品表面漏磁場(chǎng)的精細(xì)梯度，從而得到樣品的磁疇結(jié)構(gòu)。一般而言，相對(duì)于磁性探針的振幅，其振動(dòng)相位對(duì)樣品表面磁場(chǎng)變化更敏感，因此，相移成像技術(shù)是磁力顯微鏡的重要方法，其結(jié)果的分辨率更高、細(xì)節(jié)也更豐富。        

抬起模式的原理如下：

    1. 在樣品表面掃描，得到樣品的表面形貌信息，這個(gè)過(guò)程與在輕敲模式中成像一樣；
    2. 探針回到當(dāng)前行掃描的開(kāi)始點(diǎn)，增加探針與樣品之間的距離（即抬起一定的高度），根據(jù)第一次掃描得到的樣品形貌，始終保持探針與樣品之間的距離，進(jìn)行第二次掃描。在這個(gè)階段，可以通過(guò)探針懸臂振動(dòng)的振幅和相位的變化，得到相應(yīng)的長(zhǎng)程力的圖像；
    3. 在抬起模式中，必須根據(jù)所要測(cè)量的力的性質(zhì)選擇相應(yīng)的探針。

    與其他磁成像技術(shù)比較,磁力顯微鏡(FMF)具有分辨率高、可在大氣中工作、不破壞樣品而且不需要特殊的樣品制備等優(yōu)點(diǎn)。

    靜電力顯微鏡(EFM)和磁力顯微鏡(MFM)原理相似，它采用導(dǎo)電探針以抬起模式進(jìn)行掃描。

    由于樣品上方的電場(chǎng)梯度的存在，探針與樣品表面電場(chǎng)之間的靜電力會(huì)引起探針微懸臂共振頻率的變化，從而導(dǎo)致其振幅和相位的變化。