原子力顯微分析(AFM)

原子力顯微術(shù)2021/5/91本章內(nèi)容1.引言2.AFM工作原理3.AFM不同操作模式4.納米材料研究中的AFM2021/5/921.引言2021/5/931.

引言

原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope,AFM)是繼STM之后的又一種具有原子級(jí)分辨率的表征儀器，已廣泛應(yīng)用于諸多納米科學(xué)以及相關(guān)學(xué)科的研究領(lǐng)域，成為納米科學(xué)研究的基本工具。2021/5/941.

引言

盡管STM有著現(xiàn)代許多表面分析儀器所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)，但由其工作原理所造成的局限性也是顯而易見(jiàn)的，它不能用來(lái)直接觀察研究絕緣體樣品和有較厚氧化層的樣品。為了彌補(bǔ)這一不足，1986年Binnig，Quate和Gerber發(fā)明了第一臺(tái)AFM。

2021/5/951.

引言

AFM利用原子之間的范德瓦爾斯力(VanDerWaalsForce)作用來(lái)呈現(xiàn)樣品的表面形貌，其橫向分辨率可達(dá)0.15nm，縱向分辨率可達(dá)0.05nm。AFM應(yīng)用范圍比STM更廣泛，除可以研究導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體材料的表面形貌和結(jié)構(gòu)外，還可以研究材料的彈性、塑性、硬度、摩擦力等微區(qū)性質(zhì)。2021/5/961.

引言AFM針尖可作極微小移動(dòng)，這個(gè)性質(zhì)被用來(lái)做“納操作”(nanomanipulation)。可以用于操縱(撥動(dòng))分子、原子，進(jìn)行納米尺度的結(jié)構(gòu)加工和超高密度信息存儲(chǔ)。和STM一樣，AFM實(shí)驗(yàn)既可在超高真空中、也可在大氣、溶液以及反應(yīng)性氣氛等環(huán)境中進(jìn)行。2021/5/971.

引言

利用AFM技術(shù)，1987年Quate等人獲得了高序熱解石墨(HOPG)和高序熱解氮化硼(HOPBN)表面的高分辨原子圖像，其中HOPBN是第一個(gè)用AFM獲得原子分辨圖像的絕緣體。

2021/5/982021/5/992021/5/9102021/5/911金原子AFM圖像2021/5/9122021/5/9132021/5/9142.AFM工作原理2021/5/9152AFM工作原理

AFM上裝有一個(gè)對(duì)力非常敏感的探針，它利用探針針尖與樣品表面原子之間微弱的原子間范德瓦爾斯力來(lái)研究試樣表面特性，其原理如圖3-1所示。2021/5/9162021/5/9172AFM工作原理

將一個(gè)對(duì)微弱力極敏感的彈性微懸臂一端固定，微懸臂另一端的針尖與樣品表面輕輕接觸。當(dāng)針尖在樣品表面掃描時(shí)，測(cè)量針尖尖端原子與樣品表面原子間的作用力隨位置變化，將獲得樣品表面的信息。

2021/5/9182AFM工作原理

AFM系統(tǒng)可分成三個(gè)部分：力檢測(cè)部分、位置檢測(cè)部分、反饋系統(tǒng)。AFM是通過(guò)檢測(cè)微懸臂形變的大小來(lái)獲得樣品表面的圖像的，所以微懸臂形變檢測(cè)至關(guān)重要，對(duì)形變量的檢測(cè)須達(dá)到納米級(jí)以上。2021/5/9192021/5/9202021/5/9212AFM工作原理

圖3.16(a)是利用隧道電流檢測(cè)微懸臂偏轉(zhuǎn)的AFM結(jié)構(gòu)原理圖。圖中A是AFM的待測(cè)樣品，B是AFM的針尖，C是STM的針尖，D是微懸臂，又是STM的樣品。E是使微杠桿發(fā)生周期振動(dòng)的調(diào)制壓電晶體，用于調(diào)制隧道結(jié)間隙，F(xiàn)為氟橡膠。2021/5/922利用STM的AFM

2021/5/9232AFM工作原理

利用AFM測(cè)量樣品的形貌或三維輪廓圖的方法如下。使AFM針尖B工作在排斥力F1狀態(tài)(參看圖9-24)，這時(shí)針尖相對(duì)零位向右移動(dòng)△z1距離。此后保持STM的Pz固定不變，使AFM樣品沿x，y方向掃描，如樣品表面凹下，則杠桿向左方移2021/5/9242021/5/9252AFM工作原理

動(dòng)，于是STM的電流ISTM減小，ISTM控制的放大器立即使AFM的Pz

推樣品向右移動(dòng)以保持ISTM不變，即用ISTM反饋控制AFM的Pz以保持ISTM不變。這樣，當(dāng)AFM樣品相對(duì)針尖B作x，y方向光柵掃描時(shí)，記錄AFM的Pz隨位置的變化，即可得到樣品表面形貌的輪廓圖。

2021/5/9262021/5/9272021/5/9282021/5/9292021/5/9303.AFM的成像操作模式2021/5/9313.AFM的成像操作模式

AFM常用的操作模式有以下五種：接觸模式(ContactMode)、非接觸模式(Non-ContactMode)、輕敲模式(TappingMode)、Interleave模式(InterleaveNormalMode/Lift-mode)和力曲線(ForceCurve)模式?？筛鶕?jù)樣品表面不同的結(jié)構(gòu)特征和材料的特性以及不同的研究需要，選擇合適的操作模式。

2021/5/9323.1接觸式成像模式

接觸模式(ContactMode)是AFM的常規(guī)操作模式，如圖3-10(a)。在接觸模式中利用的是原子間斥力，針尖和樣品之間的距離只有幾個(gè)埃，產(chǎn)生的范德瓦爾斯力大約0.1～1000nN。接觸模式也有兩種工作模式：恒力模式和恒高模式。2021/5/9332021/5/9343.1接觸式成像模式

在恒力模式(ConstantForceMode)是在掃描過(guò)程中利用反饋系統(tǒng)精確控制探針使它隨試樣表面形貌在z方向上下移動(dòng)，保持針尖和樣品之間的作用力恒定，即保持微懸臂的變形量不變。記錄探針針頭的z方向移動(dòng)值可得出試樣表面形貌。2021/5/9353.1接觸式成像模式

恒高模式(ConstantHeightMode)是在針尖的x、y掃描過(guò)程中保持針尖與試樣間的距離恒定，檢測(cè)器直接測(cè)量微懸臂z方向的形變量來(lái)成試樣形貌像。由于不使用反饋回路，該方式掃描速度高，從而降低了熱漂移效應(yīng)。但該方式對(duì)于表面起伏較大的樣品不適合。2021/5/9363.1接觸式成像模式

如果在掃描過(guò)程中微懸臂的方向和快速掃描的方向垂直，則針尖與樣品之間的摩擦力還會(huì)使得微懸臂橫向扭轉(zhuǎn)，檢測(cè)扭轉(zhuǎn)的大小可以研究樣品表面的微區(qū)摩擦性質(zhì)。此方法目前已被廣泛應(yīng)用于研究摩擦性質(zhì)相差較大的多組分材料表面，如圖形化表面的化學(xué)識(shí)別等。

2021/5/9373.1接觸式成像模式

接觸模式中原子間作用力雖然很小，但由于接觸面積很小，因此過(guò)大的作用力仍會(huì)損壞樣品，尤其對(duì)軟性材質(zhì)。不過(guò)較大的作用力可得較佳分辨率，所以選擇較適當(dāng)?shù)淖饔昧Ρ闶种匾?。由于排斥力?duì)距離非常敏感，所以較易得到原子級(jí)分辨率。2021/5/9383.2非接觸式成像模式

為解決接觸式AFM可能破壞樣品的缺點(diǎn)，非接觸式(Non-ContactMode)AFM被發(fā)展出來(lái)，它利用原子間的長(zhǎng)程吸引力來(lái)運(yùn)作。由于探針不接觸樣品，因此不存在樣品被破壞的問(wèn)題。不過(guò)此力對(duì)距離變化不敏感，所以必須使用調(diào)變技術(shù)來(lái)增加信噪比。在空氣中由于樣品表面水膜的影響，其分辨率一般只有50nm，而在超高真空中可得原子分辨率。2021/5/9393.2非接觸式成像模式

在非接觸模式中，針尖保持在試樣上方數(shù)十到數(shù)百埃的高度上，通常以小于10nm的振幅在樣品表面吸附的液質(zhì)薄層上方振動(dòng)[圖3-10(b)]。非接觸模式對(duì)研究軟質(zhì)和彈性材料很有利，可用于活性生物樣品的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、對(duì)溶液反應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)跟蹤等。2021/5/9403.3輕敲式成像模式

輕敲模式介于接觸模式和非接觸模式之間。在此模式中，固定微懸臂的壓電陶瓷片迫使微懸臂在其共振頻率附近做受迫振動(dòng)，振蕩的針尖輕輕地敲擊試樣表面，間斷地和樣品接觸[圖3-10(c)]。2021/5/9413.3輕敲式成像模式

在大氣環(huán)境中，當(dāng)針尖與試樣不接觸時(shí)，微懸臂以最大振幅自由振蕩[圖3-11(a)]；當(dāng)針尖與試樣表面接觸時(shí)，盡管壓電陶瓷片以同樣的能量激發(fā)微懸臂振蕩，但是空間阻礙作用使得微懸臂的振幅減小[圖3-11(b)]，反饋系統(tǒng)控制微懸臂的振幅恒定，針尖就跟隨表面的起伏上下移動(dòng)獲得形貌信息。2021/5/9422021/5/9433.3輕敲式成像模式

輕敲模式同樣適合在液體中操作，而且由于液體的阻尼作用，針尖與樣品的剪切力更小，對(duì)樣品的損傷也更小，始于對(duì)活性生物樣品進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、對(duì)溶液反應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)跟蹤；對(duì)于一些與基底結(jié)合不牢固的樣品，輕敲模式與接觸模式相比，很大程度地降低了針尖對(duì)表面結(jié)構(gòu)的“搬運(yùn)效應(yīng)”。2021/5/9442021/5/9453.4插行掃描(Interleave)模式

3.5力調(diào)制模式2021/5/9463.4針尖放大效應(yīng)

一般來(lái)說(shuō)，如果針尖尖端的曲率半徑遠(yuǎn)小于表面結(jié)構(gòu)的尺寸，則針尖走過(guò)的軌跡基本上可以反映表面結(jié)構(gòu)的起伏變化；如果表面結(jié)構(gòu)的尺寸接近甚至小于針尖曲率半徑，則針尖放大效應(yīng)非常明顯，如圖3-19所示。2021/5/9472021/5/9483.4針尖放大效應(yīng)

圖中實(shí)線代表樣品的真實(shí)形貌，虛線就是針尖掃描所得到的表觀圖像。二者之間的差別是由于針尖放大效應(yīng)所致。針尖放大效應(yīng)不僅會(huì)將小的結(jié)構(gòu)放大，而且還會(huì)造成成像的不真實(shí)，特別是在比較陡峭的突起和溝處。2021/5/9493.4針尖放大效應(yīng)

AFM圖像是針尖與樣品真實(shí)形貌卷積后的結(jié)果，應(yīng)該采取合適的方法去卷積，還原表面結(jié)構(gòu)的真實(shí)形貌。對(duì)于簡(jiǎn)單的、規(guī)則的體系，多采用幾何方法去卷積，但要真正實(shí)現(xiàn)對(duì)未知樣品表面的AFM圖像去卷積十分困難。2021/5/9503.4針尖放大效應(yīng)

比較典型的去卷積的理論模型為圖3-20所示的硬球幾何模型。假設(shè)針尖的曲率半徑為R，而表面球形粒子的直徑為H，針尖將沿虛線軌跡跨過(guò)表面粒子，則表面貌呈現(xiàn)為直徑為W，而高度為H的類似球臺(tái)的結(jié)構(gòu)。顯然有：

W2＝8RH2021/5/9512021/5/9523.4針尖放大效應(yīng)

我們?cè)诮孛鎴D上觀察到的球形粒子最大底部寬度為W，也即為卷積后的效果。測(cè)量針尖曲率半徑和底部最大寬度，便可以估算出表面上球形粒子的真實(shí)粒徑。2021/5/9534.納米材料研究中的AFM

2021/5/9544.納米材料研究中的AFM

4.1AFM的樣品制備

4.2納米材料的形貌測(cè)定

4.3納米尺度的物性測(cè)量

4.4納米結(jié)構(gòu)加工

2021/5/9554.1AFM的樣品制備

AFM技術(shù)可以在大氣、高真空、液體等環(huán)境中檢測(cè)導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體樣品以及生物樣品的形貌、尺寸以及力學(xué)性能等特性，使用范圍很廣。AFM對(duì)樣品的制備要求相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單。2021/5/9564.1.1納米粉體材料樣品制備

對(duì)納米粉體材料，應(yīng)盡量以單層或亞單層形式分散并固定在基片上，應(yīng)該注意以下三點(diǎn)：1)選擇合適的溶劑和分散劑將粉體材料制成濃度較低的溶膠，必要時(shí)采用超聲分散以減少納米粒子的聚集，以便均勻地分散在基片上；2021/5/9574.1.1納米粉體材料樣品制備

2)根據(jù)納米粒子的親疏水特性、表面化學(xué)特性等選擇合適的基片。常用的基片有云母、高序熱解石墨(HOPG)、單晶硅片、玻璃、石英等。如果要詳細(xì)地研究粉體材料的尺寸、形狀等性質(zhì)，就要盡量選取表面原子級(jí)平整的云母、HOPG等作為基片；2021/5/9584.1.1納米粉體材料樣品制備

3)要使樣品盡量牢固地固定在基片上，必要時(shí)可以采用化學(xué)鍵合、化學(xué)特定吸附或靜電相互作用等方法。如Au納米粒子，用雙硫醇分子作連接層可以將其固定在鍍金基片上。在350℃時(shí)燒結(jié)也可以把Au納米顆粒有效地固定在某些半導(dǎo)體材料表面上。2021/5/9594.1.2納米薄膜材料

對(duì)納米薄膜材料，如金屬或金屬氧化物薄膜、高聚物薄膜、有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合薄膜、自組裝單分子膜(SAMs)、Langmuir-Blodgett膜(簡(jiǎn)稱LB膜)等，一般都有基片的支持，可以直接用于AFM研究。2021/5/9604.2納米材料的形貌測(cè)定

AFM既可用于研究導(dǎo)體、半導(dǎo)體，也可用于絕緣體樣品研究。近年來(lái)隨著納米技術(shù)的興起，人們已利用AFM技術(shù)在納米材料的表征和研究方面作了大量工作。其中納米顆粒、納米薄膜和納米管是目前研究最多的幾類納米材料。2021/5/9614.2納米材料的形貌測(cè)定

最近，Giessibl等利用自制的頻率調(diào)制AFM獲得了Si(111)－7×7表面的原子級(jí)分辨率的圖像(圖3-16)。在成像過(guò)程中，由于針尖與樣品之間共價(jià)鍵的形成，二者的相互作用力主要為近程力。在快掃描方向的截面分析表明每一個(gè)原子上都有兩個(gè)2021/5/9622021/5/9634.2納米材料的形貌測(cè)定

峰，這是由于Si針尖上尖端原子的兩個(gè)懸掛鍵與Si表面原子的懸掛鍵形成了兩個(gè)共價(jià)鍵。這種頻率調(diào)制AFM的力檢測(cè)方式大大降低了噪音并提高了靈敏度，信噪比的增加使得圖像的分辨率和反差都大大提高。2021/5/9644.2納米材料的形貌測(cè)定

TEM只能在橫向尺度上測(cè)量納米粒子、納米結(jié)構(gòu)的尺寸，而對(duì)縱深方向上尺寸的檢測(cè)無(wú)能為力。然而AFM在三個(gè)維度上均可以檢測(cè)納米粒子的大小尺寸，縱向分辨率可以達(dá)到0.01nm。在橫向尺度上由于針尖放大效應(yīng)常常造成檢測(cè)尺寸偏大，一般可以結(jié)合TEM和AFM或STM對(duì)納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行究。2021/5/9654.3納米尺度的物性測(cè)量

對(duì)納米尺度下物性的研究將有助于人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)納米層次上物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和納米尺度材料的性質(zhì)，為設(shè)計(jì)和制備下一代的納米器件作準(zhǔn)備。AFM為研究這些局域現(xiàn)象提供了一個(gè)強(qiáng)有力的工具。2021/5/9664.3.1納米尺度電學(xué)性質(zhì)的研究

利用導(dǎo)電可以對(duì)納米尺度結(jié)構(gòu)材料的電學(xué)特性進(jìn)行研究。所謂導(dǎo)電AFM，就是將商用的Si3N4針尖表面鍍上導(dǎo)電層，或直接用導(dǎo)電材料(如高摻雜硅)制備針尖，將針尖作為一個(gè)可以在納米尺度移動(dòng)的微電極，利用AFM的超高空間分辨能力和可靠的定位能力對(duì)納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行局域電學(xué)性質(zhì)的研究。2021/5/9674.3.1納米尺度電學(xué)性質(zhì)的研究

Dai等將碳納米管分散沉積在納米刻蝕的圖形化表面上，用裝有導(dǎo)電針尖的AFM測(cè)量了碳納米管的導(dǎo)電性能，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)完整的碳納米管的電阻小，而結(jié)構(gòu)缺陷則會(huì)導(dǎo)致碳納米管電阻的明顯升高。2021/5/9684.3.1納米尺度電學(xué)性質(zhì)的研究

導(dǎo)電AFM除了可以進(jìn)行電學(xué)性質(zhì)測(cè)試外，還可以對(duì)原子、分子、納米粒子、納米管進(jìn)行操縱。將二者結(jié)合起來(lái)就可以根據(jù)需要制備納米器件結(jié)構(gòu)，同時(shí)測(cè)定器件的電學(xué)性質(zhì)。如Dai等用AFM針尖接近并壓迫懸空的單壁碳納米管使之變形，同時(shí)測(cè)量2021/5/9694.3.1納米尺度電學(xué)性質(zhì)的研究

碳納米管電學(xué)性質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)當(dāng)碳納米管在AFM針尖的作用下發(fā)生形變時(shí)，它的電導(dǎo)將變化兩個(gè)數(shù)量級(jí)。Dekker小組利用AFM針尖的操縱功能在單根金屬型碳納米管上制造出一個(gè)長(zhǎng)度小于20nm的庫(kù)侖島，在室溫下觀察到了單電子庫(kù)侖充電現(xiàn)象，得到了納米管基的室溫單電子器件。2021/5/9704.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

納米尺度機(jī)械性能研究主要有兩個(gè)方面：微區(qū)摩擦性能研究和微區(qū)彈性、塑性研究。材料表面的摩擦和磨損性質(zhì)是影響機(jī)器壽命和工作效率的重要因素之一。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，集成電路等器件的應(yīng)用越來(lái)越普遍，這些2021/5/9714.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

微米級(jí)、納米級(jí)器件與普通器件相比，其比表面積要大得多，因而要求我們?cè)谠映叨壬侠斫馕镔|(zhì)之間相互作用的機(jī)制，對(duì)物質(zhì)的納米機(jī)械性質(zhì)進(jìn)行深入的研究，以指導(dǎo)我們?cè)O(shè)計(jì)和制備下一代的新材料及微納器件。2021/5/9724.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

傳統(tǒng)工藝中的潤(rùn)滑是在兩物質(zhì)之間涂敷多分子層的液體潤(rùn)滑劑。而對(duì)于微納器件來(lái)講，必須使用更有效的潤(rùn)滑物質(zhì)。LB膜和SAMs(自組裝膜)方法都可以在物質(zhì)表面沉積一層有序而致密排列的單分子膜，可以作為納米尺度的潤(rùn)滑物質(zhì)。2021/5/9734.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

Bhushan等利用AFM的橫向力模式研究了LB膜和SAMs的潤(rùn)滑效果，發(fā)現(xiàn)自組裝膜的潤(rùn)滑效果優(yōu)于LB膜。2021/5/9744.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

Evans和Salmeron等利用AFM，系統(tǒng)研究了表面活性劑在云母上形成的自組裝膜的結(jié)構(gòu)，包括分子鏈長(zhǎng)、飽和程度、分子組成以及分子末端功能團(tuán)與其摩擦特性之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明，膜表面的摩擦2021/5/9754.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

性質(zhì)與分子鏈長(zhǎng)有很大關(guān)系，碳原子數(shù)小于8的分子組成的自組裝膜，由于膜的不致密性和無(wú)序性，使之在與另一物體接觸-分離的過(guò)程中有較大的散逸能，所以其摩擦系數(shù)非常高。而對(duì)長(zhǎng)鏈分子，由于能形成穩(wěn)定致密2021/5/9764.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

剛性的自組裝膜，可以作為很好的潤(rùn)滑劑。據(jù)此他們認(rèn)為，決定膜表面的摩擦性質(zhì)的主要是膜內(nèi)分子的有序性和剛性，而非膜末端基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)。這些研究結(jié)果在潤(rùn)滑和摩擦學(xué)等領(lǐng)域有重要的指導(dǎo)意義。2021/5/9774.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

AFM除了可以測(cè)定表面微區(qū)摩擦性質(zhì)以外，還可以對(duì)表征表面機(jī)械性能的其他物理量，例如表面微區(qū)硬度、彈性模量、楊氏模量等進(jìn)行精確測(cè)定。研究硬度方法如下：監(jiān)測(cè)AFM力曲線上針尖與樣品接觸區(qū)斜率的變化可以研究材料在納米尺度上的硬度差別。2021/5/9784.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

對(duì)于一個(gè)剛性樣品，針尖與樣品接觸以后，樣品所走過(guò)的距離與AFM微懸臂的彎曲量相等，斜率為1；而對(duì)于軟樣品，針尖有可能插入樣品內(nèi)部，微懸臂的彎曲量小于樣品所走過(guò)的距離，其斜率小于1。Bhushan和Koinkar等利用這種辦法研究了離子2021/5/9794.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

注入對(duì)硅表面硬度及其抗磨損能力的改善。他們認(rèn)為，注入離子使材料表面形成合金有利于改善材料表面的機(jī)械性能。2021/5/9804.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

由AFM力曲線表征材料的彈性和塑性變形也有諸多報(bào)道，由力曲線在解除外界壓力后的那部分曲線的斜率可以計(jì)算出樣品局域的楊氏模量。此時(shí)針尖用金剛石等硬度很強(qiáng)的材料，當(dāng)針尖與樣品距離從作用力為零的z0進(jìn)一步靠近時(shí)，如果樣品是理2021/5/9814.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

想的彈性材料，則當(dāng)︱△z︱增加時(shí)，排斥力F增加，F(xiàn)和針尖進(jìn)入樣品的深度(即︱△z︱)有如圖3.18(a)所示的形狀。

2021/5/9822021/5/9834.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

但是當(dāng)樣品退回，︱△z︱從大變小時(shí)，力F應(yīng)按原曲線變小直至變至零，這是理想彈性材料的彈性變形。另一種極端情況的表現(xiàn)是，在針尖進(jìn)入樣品一定深度后，當(dāng)樣品稍微回撤時(shí)，力F即降至零，如圖(b)，這對(duì)應(yīng)于理想的塑性材料。由此可測(cè)量材料2021/5/9844.3.2納米尺度機(jī)械性能的研究

的彈性、塑性、硬度等性質(zhì)，即AFM可用作納米量級(jí)的“壓痕器”(nanoindentor)。

另外，利用橫向力模式對(duì)材料進(jìn)行橫向撥動(dòng)，監(jiān)測(cè)材料的形變量也可以研究其楊氏模量等力學(xué)性質(zhì)。如Lieber等將碳納米管一端固定在基底2