大高宽比AFM探针是指针尖高度与宽度比值显著高于常规探针（通常≥10:1）的原子力显微镜（AFM）专用探针。其特殊几何结构使其能够深入纳米级沟槽、孔隙或高纵深结构，实现对复杂三维形貌的高精度测量，广泛应用于半导体、材料科学和生物技术等领域。

 

　　2.技术特点

 

　　高纵深探测能力：细长针尖可触及深沟槽或垂直侧壁，避免普通探针的“盲区”问题（如DRAM存储单元或MEMS器件的检测）。

 

　　低侧向力干扰：高宽比设计减少扫描时的横向摩擦，保护脆弱样品（如二维材料、生物膜）。

 

　　尖端强化技术：部分探针采用碳纳米管（CNT）或金刚石涂层，提升耐磨性和导电性，适用于长期扫描或电学测量。

 

　　定制化几何参数：可根据需求调整针尖曲率半径（<10nm）和角度，平衡分辨率和机械强度。

 

　　3.典型应用场景

 

　　半导体制造：

 

　　3DNAND闪存检测：测量多层堆叠结构的深度和侧壁粗糙度。

 

　　EUV光刻胶形貌分析：评估高纵深图形的线宽均匀性。

 

　　纳米材料研究：

 

　　碳纳米管/石墨烯表征：精确测量垂直排列纳米管的长度和分布。

 

　　多孔材料分析：探测催化剂或电池电极的孔隙深度与分布。

 

　　生物技术：

 

　　细胞表面超微结构成像：扫描纤毛或微绒毛等高纵深生物特征。

 

　　4.关键技术挑战

 

　　针尖易损性：高宽比结构在扫描中易断裂，需优化材料（如硅碳合金）和阻尼设计。

 

　　振动噪声抑制：细长针尖对机械振动敏感，需改进AFM控制系统稳定性。

 

　　成本与工艺：纳米级针尖加工依赖电子束光刻或FIB技术，量产成本较高。

 

　　大高宽比AFM探针

 

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