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飞纳电镜 Phenom扫描电镜表征案例|高速AFM跷跷板式悬臂怎么看
2026-10-30
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 飞纳电镜 Phenom扫描电镜表征案例|高速AFM跷跷板式悬臂怎么看

飞纳电镜 Phenom Pharos G2 扫描电镜在这项高速 AFM 研究中，重点观察扭转铰链、悬浮反射板和高纵横比探针。只有先用扫描电镜确认微纳结构确实按设计加工出来，后续的高频响应与高速成像结果才有清晰的结构依据。

高速 AFM 想拍得更快，悬臂通常要做得更小。但尺寸缩小后，激光反射信号也会变弱。Nature Communications 报道的一种 Seesaw 跷跷板式悬臂，用结构分工的方式处理了这个矛盾。

图1  Seesaw高速AFM悬臂研究

扫描电镜下的跷跷板式悬臂有什么不同

传统悬臂由同一结构承担机械振动和激光反射。Seesaw 结构则在中间保留刚性反射板，两侧采用超细扭转铰链。铰链负责机械响应，反射板负责保留较大的检测面积。研究报告显示，其灵敏度提升约 3 倍，并具备 MHz 级动态响应能力。

图2  传统悬臂与Seesaw结构对比

为什么要用飞纳电镜扫描电镜检查加工结果

这类微纳器件包含数百纳米宽的扭转铰链、约 0.3-0.4 μm 厚的悬臂和高纵横比探针。研究团队用聚焦离子束完成沟槽切割、铰链形成、结构释放和探针构建，再用飞纳电镜 Phenom Pharos G2 检查实际结构。

图3  Seesaw悬臂制造流程

飞纳电镜 Phenom扫描电镜重点看什么

  • 超细铰链的尺寸和形貌
  • 悬浮板是否完整、是否翘曲
  • 高纵横比探针是否形成
  • 加工后的几何结构是否与设计一致

Seesaw悬臂的SEM结构图

图4  Seesaw悬臂的SEM结构图

最终表现如何

后续测试显示，该结构在液体环境下仍保持超过 1 MHz 的共振频率。研究团队用它观察 Annexin-V 蛋白晶格、bacteriorhodopsin 膜蛋白和 DNA origami，成像速度达到 5 fps。

图5  高速AFM成像结果

飞纳电镜扫描电镜在案例中的作用

飞纳电镜 Phenom Pharos G2 在这项工作中负责把微纳加工结果看清楚：铰链、悬浮板和探针是否按设计形成，再由后续性能测试回答器件是否实现高频和高信噪比。

飞纳电镜扫描电镜应用问答

高速AFM悬臂为什么需要扫描电镜？

因为扭转铰链和悬臂属于微纳结构，需要通过高分辨扫描电镜确认尺寸、形貌和加工完整性。

这项研究使用哪款飞纳电镜？

研究使用飞纳电镜 Phenom Pharos G2 台式场发射扫描电镜进行结构验证。

研究信息

研究论文：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65240-x

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