如果您計(jì)劃購(gòu)買掃描探針顯微鏡（SPM），為了更好的服務(wù)于您的科研工作，充分發(fā)揮儀器的作用，我們提供以下選購(gòu)指南供您參考：
一、您可以先了解掃描探針顯微鏡比較全面的背景知識(shí)
? ? ? ?從嚴(yán)格意義上講，掃描探針顯微鏡（SPM）不是一種儀器，而是一類儀器的總稱。它是指精確控制探針在納米級(jí)的距離上對(duì)被測(cè)樣品的表面進(jìn)行掃描、同時(shí)記錄掃描過(guò)程中探針和樣品的相互作用從而得到樣品的表面（或亞表面）信息、具有納米級(jí)（100nm以下）分辨的一大類儀器。
? ? ? ?目前，SPM技術(shù)中，最為大家熟悉的當(dāng)屬掃描隧道顯微鏡（STM）和原子力顯微鏡（AFM）。STM是以一個(gè)尖銳的導(dǎo)電針尖，在距離樣品表面1nm以內(nèi)對(duì)樣品進(jìn)行掃描，并在探針和樣品間保持一個(gè)微小的恒定偏壓，由于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，偏壓和在探針和樣品間產(chǎn)生一個(gè)微小的電流——隧道電流，隧道電流的大小與針尖和樣品間的距離成負(fù)指數(shù)關(guān)系，換句話說(shuō)，隧道電流對(duì)探針和樣品間的距離極其敏感，而掃描過(guò)程中樣品表面的高低起伏實(shí)際上就會(huì)使的針尖和樣品間的距離相應(yīng)變化，并反映到隧道電流的變化上，因此，通過(guò)檢測(cè)掃描過(guò)程中隧道電流的變化，就可以得到樣品的表面形貌。AFM則以微懸臂探針（結(jié)構(gòu)上就是一個(gè)微彈性梁，梁的自由端上有一個(gè)非常尖銳的針尖）對(duì)樣品表面進(jìn)行掃描，樣品表面的高低起伏使樣品和針尖間的作用力產(chǎn)生變化并引起微懸臂彎曲變形，因此，通過(guò)檢測(cè)掃描過(guò)程中微懸臂變形（通常用激光激光束反射偏轉(zhuǎn)的方法）就可以得到樣品的表面形貌。與STM檢測(cè)隧道電流不同，AFM本質(zhì)上檢測(cè)的是探針與樣品間的微小作用力，它對(duì)樣品沒(méi)有導(dǎo)電性的要求，故一經(jīng)發(fā)明，就得到廣泛應(yīng)用。
? ? ? ?AFM和STM都能獲得分辨率極高的樣品表面形貌，但是，單一的微觀形貌檢測(cè)已經(jīng)無(wú)法滿足一般科研工作的需求。除了表面形貌，研究人員還想了解樣品更多的物理、化學(xué)微觀性質(zhì)，而且希望知道這些理化性質(zhì)和形貌的關(guān)系，或者外部環(huán)境條件會(huì)產(chǎn)生什么影響，甚至還期望主動(dòng)對(duì)樣品在微觀上進(jìn)行可控的改變和操縱。
? ? ? ?基于以上的理由，從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，經(jīng)過(guò)全世界的科技人員的共同努力，目前，SPM這個(gè)家族發(fā)展出近百種技術(shù)和儀器，其中比較成熟和常用，除了上述的AFM和STM，還有磁力顯微鏡（MFM）、靜電力顯微鏡（EFM）、導(dǎo)電原子力顯微鏡（C-AFM）、力調(diào)制模式成像技術(shù)（Force Modulation Mode，F(xiàn)MM）、壓電響應(yīng)力顯微鏡（PFM）、掃描探針聲學(xué)顯微鏡（SPAM）、掃描開(kāi)爾文探針顯微鏡（SKPM）、納米加工功能等，也擴(kuò)展了SPM的檢測(cè)條件，如可以在液體環(huán)境中直接對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)成像的液相掃描探針顯微鏡、可以實(shí)時(shí)檢測(cè)甚至控制樣品溫度、濕度的環(huán)境型掃描探針顯微鏡。即使針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)，也不斷優(yōu)化和開(kāi)發(fā)出新的工作模式，以AFM為例，迄今已發(fā)展了包括接觸、輕敲、相移成像多種工作模式。
二、掃描探針顯微鏡的功能選擇
在詳細(xì)了解了掃描探針顯微鏡的功能和模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己的長(zhǎng)遠(yuǎn)的工作計(jì)劃和研究方向，選擇所需的功能。
三、按照自己的需求，和廠家進(jìn)行深入的技術(shù)溝通，重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面：
1、廠家的綜合水平
? ? ? ?科學(xué)儀器是用于科學(xué)研究的裝置或工具。作為儀器廠商，最大的愿景和成就，就是通過(guò)它的產(chǎn)品和服務(wù)幫助用戶在研究工作和事業(yè)上取得成功。目前，掃描探針顯微鏡的用戶基本都集中在高校和研究所，他們的工作成果基本都以學(xué)術(shù)論文來(lái)體現(xiàn)的，故最能客觀反映廠家及儀器的真實(shí)技術(shù)水平的，莫過(guò)于作為第三方的用戶應(yīng)用儀器所公開(kāi)發(fā)表的相關(guān)論文的數(shù)量和檔次，它全面和客觀地反映了儀器的精度、穩(wěn)定性、操作便捷性、以及技術(shù)支持和服務(wù)的綜合水準(zhǔn)。因此，您可以用廠家品牌或儀器型號(hào)為索引查找公開(kāi)發(fā)表的論文，或者直接向廠家索要用戶使用他們儀器所發(fā)表的論文，通過(guò)比較論文的數(shù)量和檔次，了解廠家和儀器的真實(shí)情況。
2、儀器的功能
? ? ? ?功能齊全的儀器，才能給您的研究工作提供全面的支持，即使您因預(yù)算或經(jīng)費(fèi)受限，前期只購(gòu)買基本配置，日后也可以根據(jù)工作需要再增購(gòu)擴(kuò)展的功能模塊，因此選擇功能齊全的廠家和產(chǎn)品，也是對(duì)您前期投入的長(zhǎng)遠(yuǎn)保障。如果廠家的儀器功能單一，只有最基本的形貌成像功能，即使當(dāng)下能夠滿足您的需求，一旦對(duì)其他功能有需求，而廠家卻無(wú)法跟進(jìn)，就會(huì)非常被動(dòng)。需要特別提醒的是，有些廠家在前期交流時(shí)，出于商業(yè)目的，會(huì)謊稱其儀器具備了各項(xiàng)功能，因此，審慎的做法是要求廠家提供其客戶利用其儀器相關(guān)功能所公開(kāi)發(fā)表的論文和結(jié)果。
3、軟件系統(tǒng)
? ? ? ?軟件系統(tǒng)是智能儀器的重要構(gòu)成，掃描探針顯微鏡的系統(tǒng)軟件主要包括在線控制軟件和圖像處理軟件，這兩個(gè)軟件都是安裝在控制儀器的電腦上，是用戶操作儀器和處理結(jié)果的界面。以下我們分別對(duì)這兩個(gè)軟件進(jìn)行說(shuō)明：
（1）在線控制軟件
? ? ? ?每個(gè)廠家都有自己的在線控制軟件，因此對(duì)于在線控制軟件，用戶只需關(guān)注兩點(diǎn)：
- 是否支持包括最新版本在內(nèi)的各個(gè)windows版本。有的廠家受限于開(kāi)發(fā)能力，其軟件并不支持最新的windows系統(tǒng)，就會(huì)出現(xiàn)要卸載電腦預(yù)裝正版的新版windows，再重裝盜版的舊版windows的尷尬情形；
- 在線控制軟件的功能是否足夠強(qiáng)大，如是否具備實(shí)時(shí)三維顯示功能，讓用戶可在樣品檢測(cè)過(guò)程中第一時(shí)間實(shí)時(shí)同步獲得直觀的三維形貌，而無(wú)需在事后再借助數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行三維重建；是否具備實(shí)時(shí)定量分析功能，讓用戶在掃描測(cè)試進(jìn)程中即時(shí)進(jìn)行定量分析，如通過(guò)指定剖面線隨時(shí)獲得樣品起伏、距離、周期等結(jié)構(gòu)參數(shù)，而無(wú)需在檢測(cè)完成再借助數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行分析才能得到。
（2）圖像處理軟件
? ? ? ?圖像處理軟件用于對(duì)儀器獲得并保存在計(jì)算機(jī)上的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，國(guó)內(nèi)外正規(guī)的掃描探針顯微鏡廠商都會(huì)開(kāi)發(fā)具有自主版權(quán)的圖像處理軟件配套儀器提供給用戶使用。由于圖像處理軟件不需要與儀器實(shí)時(shí)通信，因此，一些技術(shù)實(shí)力較弱廠家無(wú)法投入人力和資金開(kāi)發(fā)自己的分析處理件軟件，只能采用市面上免費(fèi)的第三方掃描探針顯微鏡后處理軟件配套自己的設(shè)備供給用戶使用。這會(huì)帶來(lái)以下問(wèn)題：
- 免費(fèi)軟件原則上不允許用于商業(yè)目的，配套儀器進(jìn)行銷售顯然具有法律風(fēng)險(xiǎn)，尤其是當(dāng)用戶采用廠家提供的這種軟件所處理的結(jié)果，公開(kāi)發(fā)表論文時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生不必要的麻煩；
- 免費(fèi)軟件在技術(shù)支持上不會(huì)有任何承諾，故用戶的售后服務(wù)也得不到保障；
- 目前可以獲得的免費(fèi)后處理軟件都是國(guó)外開(kāi)發(fā)的，故沒(méi)有中文版本，這也給用戶使用帶來(lái)不便；
- 與免費(fèi)軟件不同，廠家在保存圖像數(shù)據(jù)時(shí)，一般都會(huì)將全部工作環(huán)境參數(shù)與檢測(cè)結(jié)果同步保存，用戶采用廠家自主開(kāi)發(fā)的軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析處理時(shí)可以查看完整的儀器參數(shù)和工作條件，故用戶無(wú)需在檢測(cè)時(shí)手工紀(jì)錄實(shí)驗(yàn)條件。這也是主流掃描么探針顯微鏡廠商都不惜成本自主開(kāi)發(fā)配套的圖像分析處理軟件的原因。
四、合同簽訂
? ? ? ?經(jīng)過(guò)以上述流程綜合考量后，確定了掃描探針顯微鏡的廠商和機(jī)型，售前最后一項(xiàng)工作就是擬定和簽訂儀器購(gòu)買合同。只有將以上前期工作內(nèi)容明確體現(xiàn)具到合同中，才能充分保障您的權(quán)益，具體包括儀器的性能和功能，尤其要明確約定各項(xiàng)性能或功能的驗(yàn)證方法，須知不能驗(yàn)證的承諾等于沒(méi)有承諾。最合理和有效的方法是采用業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)樣品，掃描探針顯微鏡經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，幾乎每項(xiàng)功能都有標(biāo)準(zhǔn)樣品或公認(rèn)的驗(yàn)證方法，包磁力顯微鏡（MFM）、靜電力顯微鏡（EFM）、壓電響應(yīng)力顯微鏡（PFM）、掃描開(kāi)爾文探針顯微鏡（SKPM）等都有商用的第三方標(biāo)準(zhǔn)樣品出售，每個(gè)廠家在功能開(kāi)發(fā)和儀器調(diào)試都要用到，因此明確寫進(jìn)合同是合理和可行的。