快速掃描探針顯微鏡基于針尖-樣品間的局域相互作用（力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等）開展探測(cè)，無需對(duì)樣品進(jìn)行復(fù)雜預(yù)處理，既支持真空、大氣環(huán)境觀測(cè)，也可兼容液體、高低溫等特殊工況，適配更廣泛的樣品類型。兼具高空間分辨能力和多模態(tài)探測(cè)能力，既可實(shí)現(xiàn)原子級(jí)甚至亞納米級(jí)的表面形貌表征，也可同步獲取樣品的力學(xué)模量、電勢(shì)分布、電荷狀態(tài)等多維度信息，突破傳統(tǒng)光學(xué)、電子顯微鏡的探測(cè)維度限制。作為介于傳統(tǒng)掃描探針顯微鏡與高速在線檢測(cè)技術(shù)之間的中間方案，既保留了掃描探針技術(shù)的高分辨、多模態(tài)優(yōu)勢(shì)，又滿足了動(dòng)態(tài)過程、批量檢測(cè)的時(shí)效性需求。
快速掃描探針顯微鏡的核心技術(shù)支撐模塊：
1.高速位移驅(qū)動(dòng)模塊：采用新型掃描架構(gòu)替代傳統(tǒng)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)方案，通過直線電機(jī)、微型音圈等驅(qū)動(dòng)單元配合多軸聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，解決高速運(yùn)動(dòng)下的精度漂移、振動(dòng)干擾問題，兼顧大范圍掃描能力和高速響應(yīng)特性。
2.高速信號(hào)處理模塊：適配高速掃描下的高采樣率需求，搭載專用信號(hào)解調(diào)電路與實(shí)時(shí)濾波算法，可快速提取針尖-樣品相互作用的微弱特征信號(hào)，避免高速掃描下的信號(hào)混疊與失真問題。
3.針尖-樣品耦合調(diào)控模塊：通過主動(dòng)反饋控制算法實(shí)時(shí)調(diào)整針尖與樣品的間距，避免高速掃描下的針尖碰撞、脫離相互作用區(qū)間等問題，同時(shí)配套針尖狀態(tài)自檢與鈍化修復(fù)功能，保障高速掃描下的信號(hào)穩(wěn)定性。
4.多模態(tài)集成適配模塊：采用模塊化探測(cè)通道設(shè)計(jì)，可快速切換力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等不同探測(cè)模式，無需調(diào)整基礎(chǔ)掃描架構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)多維度信息的同步采集，大幅拓展設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景。
快速掃描探針顯微鏡的應(yīng)用場(chǎng)景：
1.材料科學(xué)研究：可實(shí)現(xiàn)對(duì)二維材料缺陷遷移、能源材料充放電過程、相變瞬態(tài)演化等動(dòng)態(tài)過程的高分辨實(shí)時(shí)觀測(cè)，解決傳統(tǒng)表征技術(shù)無法捕捉動(dòng)態(tài)演化細(xì)節(jié)的痛點(diǎn)。
2.生命科學(xué)研究：可在生理液體環(huán)境下對(duì)活細(xì)胞、生物大分子開展原位觀測(cè)，清晰捕捉胞吞胞吐、蛋白構(gòu)象變化等瞬態(tài)生命活動(dòng)過程，避免傳統(tǒng)制樣過程對(duì)樣品的損傷。
3.半導(dǎo)體與微納制造領(lǐng)域：可用于芯片表面缺陷快速篩查、光刻膠形貌檢測(cè)、微納結(jié)構(gòu)質(zhì)量評(píng)估等場(chǎng)景，滿足產(chǎn)線在線檢測(cè)的時(shí)效性需求，提升產(chǎn)品良率。
4.基礎(chǔ)物理化學(xué)研究：可對(duì)表面催化反應(yīng)、界面吸附過程、薄膜生長(zhǎng)過程等瞬態(tài)界面現(xiàn)象開展原位觀測(cè)，為相關(guān)機(jī)理研究提供直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
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