Supracon F5 AFM 针尖原位标定片nanoscale tip characterizer afm

一维线性光栅校准标准样品

 一、产品概述

Supracon F5 AFM 针尖标定片由德国 Supracon AG 采用高精度硅刻蚀工艺打造，是适配原子力显微镜（AFM）的探针针尖原位表征标准物质，主要用于检测、校准 AFM 针尖形貌、曲率半径、锥角等核心参数。

产品选用 <110> 晶向单晶硅作为基底，集成三组不同线宽的一维线性光栅结构，光栅边缘尺寸微小，侧壁趋近垂直。设备可依托反向扫描方式解析 AFM 针尖几何形态，识别针尖磨损、钝化、双尖结构、表面污染等问题，降低针尖效应引发的成像畸变与尺寸测量偏差。

该产品可搭配市面主流商用原子力显微镜使用，设备无需改造，支持长期重复使用。产品可对接德国联邦物理技术研究院（PTB）完成计量溯源校准，适配科研实验室、半导体微纳制造、纳米计量检测、AFM 探针生产质检等多个领域，是纳米尺度精密测试常用的质控耗材与计量标准件。

二、核心优势

1. 精密结构设计，保障标定稳定性 光栅边缘曲率小于 2 nm，边缘粗糙度控制在 ±4 nm（3σ），侧壁倾角为 89°，自身几何误差处于较低水平，可满足多类高分辨 AFM 测试的标定需求。

2. 多规格光栅组合，适配范围广泛 集成 300 nm、500 nm、800 nm 三种标称线宽的线性光栅，搭配 1 μm 标准周期，可适配不同尺寸、不同材质的 AFM 针尖，包含硅针尖、氮化硅针尖、高长径比针尖等品类。

3. 支持计量溯源，契合体系审核要求 可对接 PTB 开展校准认证，线宽、周期、结构深度等参数可溯源至国际纳米计量标准，符合 CNAS、ISO 等实验室质量管理体系相关要求，适用于第三方检测机构、专业计量单位。

4. 通用性良好，安装操作简便 采用 8 mm×8 mm 标准芯片尺寸，可匹配各类 AFM 样品台；单晶硅材质硬度较高，耐扫描磨损，常规工况下可长期使用，帮助控制综合使用成本。

5. 原位检测模式，提升作业效率 无需借助扫描电镜（SEM）进行离线观测，单次 AFM 扫描即可完成针尖多项参数检测，简化作业流程，减少设备闲置时长。

三、工作原理

本产品采用标准光栅反向反演法，是目前行业内应用较多的 AFM 针尖表征技术，具体流程如下：

1. 将 F5 标定片固定在 AFM 样品台，使用待测探针扫描芯片中心的一维线性光栅结构；

2. 标定光栅的侧壁倾角、边缘尖锐度优于常规 AFM 针尖，AFM 扫描生成的图像畸变、轮廓展宽、圆角特征，可直观反映被测针尖的几何形态；

3. 借助配套分析软件解析扫描轮廓曲线，测算针尖尖端曲率半径、半锥角、侧壁倾角等关键参数；

4. 可在样品测试前后分别扫描标定片，对比针尖参数变化，判断针尖是否出现磨损、粘附污染，以此核验 AFM 测试数据；同时可为 AFM 图像去卷积校正提供针尖模型，还原样品真实微观形貌。

四、典型应用领域

1. 高校 / 科研院所（基础科研）

· AFM 实验前期质量管控：筛查针尖状态，区分钝化、破损的针尖，减少无效实验；

· 针尖性能对比测试：检测硅针尖、氮化硅针尖、改性功能针尖的形貌与耐用表现；

· 成像异常排查：识别双尖、毛刺等针尖缺陷造成的图像问题；

· 摩擦学、纳米力学相关研究：监测针尖与样品接触后产生的磨损、污染现象。

2. 半导体 & 微纳制造（工业检测）

· 光刻线条、晶圆微纳结构、MEMS 器件关键尺寸（CD）测量前，完成针尖校准工作；

· 产线在用 AFM 设备开展日常点检，统一检测标准，保障批量产品测量数据的一致性；

· 对光刻掩模、纳米薄膜等精密结构开展形貌测试时，把控检测精度。

3. 计量检测机构（计量校准）

· 作为可溯源纳米标准物质，用于 AFM 整机几何精度核查与校准；

· 出具合规校准报告，支撑计量检测、第三方质检等业务开展。

4. AFM 探针生产厂商（出厂质检）

· 对成品探针进行批量抽检，检测针尖曲率、锥角、边缘完整性等指标，把控产品品质；

· 用于新型针尖研发阶段的性能测试与参数验证。

五、核心技术参数

六、产品结构说明

标定芯片整体尺寸为 8 mm×8 mm，芯片中心区域设置 3 组线性光栅阵列，每组包含 5 条平行线条，线条标称长度 20 μm，线间距约 1 μm。三组光栅分别对应 300 nm、500 nm、800 nm 线宽规格，可适配不同量程的针尖检测需求。

光栅结构具备边缘锐利、表面粗糙度低、侧壁趋近垂直的特点，整体结构一致性良好，无明显工艺瑕疵；基底单晶硅表面粗糙度＜1 nm，降低基底对扫描结果造成的干扰。经 SEM 观测可见，光栅线条边缘平整、侧壁笔直，是适配针尖反向标定的载体。

七、使用注意事项

1. 搬运与安装过程中轻拿轻放，避免硬质物体刮擦芯片中心的光栅区域，防止结构受损；

2. 建议采用常规扫描力度作业，避免大压力接触模式长时间扫描同一位置，延长产品使用周期；

3. 若芯片表面附着灰尘，可使用无尘氮气轻柔吹扫，禁止使用液体擦拭；

4. 如需办理计量溯源相关服务，可联系供应商申请 PTB 校准，校准周期可结合使用频率调整。

八、常见问答（FAQ）

Q1：这款产品是 AFM 整机吗？可以单独使用吗？ A：本产品为标准标定样品（耗材），并非 AFM 整机，需要搭配商用原子力显微镜（AFM）使用，依托 AFM 完成扫描与数据采集，实现针尖表征。

Q2：可以检测哪些类型的 AFM 针尖？ A：可适配市面主流硅针尖、氮化硅针尖、高长径比针尖、镀膜功能针尖等，3 种线宽光栅可覆盖常规科研、工业检测场景下的各类探针。

Q3：产品是否具备计量资质？能否出具校准证书？ A：可对接德国 PTB（布伦瑞克联邦物理技术研究院）开展校准服务，出具具备溯源效力的校准证书，满足实验室 CNAS、ISO 等体系审核要求。

Q4：产品使用周期多久？是否可以重复使用？ A：单晶硅材质耐磨表现良好，在常规实验室、工业检测工况下，可多次扫描使用，使用周期可达 1~2 年，无需频繁更换。

Q5：兼容哪些品牌的原子力显微镜？ A：采用行业通用 8 mm 标准芯片尺寸，可适配布鲁克、Park、日立、本原、纳诺等国内外主流品牌 AFM 设备，无需改装样品台。

Q6：主要能检测针尖的哪些参数？ A：可测算针尖尖端曲率半径、半锥角、侧壁倾角等定量数据；同时识别针尖钝化、边缘缺口、双针尖、表面颗粒污染等问题。