AFM测试2026上半年：当原子力显微镜开始”学会对话”电子显微镜

原子力显微镜（AFM）作为一个已经相当成熟的表面表征技术，过去几年里的创新方向其实很集中：要么把分辨率继续往下压（高频、小振幅、超真空），要么把它和其他表征手段”嫁接”到一起。2026年上半年，这两条线都有值得关注的进展。

AFM-in-SEM：从”放在一起”到”真正联用”

AFM和SEM联用不是新概念——把AFM探头塞进SEM真空腔的尝试十年前就有了。但过去大多数方案停留在”物理共存”层面：AFM和SEM各扫各的，结果靠人工对齐，谈不上协同。

2026年3月发表在Advanced Science上的一项工作，用Nova/Helios SEM平台搭载的LiteScope AFM-in-SEM系统做了一件事：电子束激发导电原子力显微镜（EBC-AFM）。这个技术的核心创新在于用电镜的电子束替代传统导电AFM的物理背接触，实现纳米尺度的电荷注入——然后AFM探头直接读取电荷注入后的力学或电学响应。

这个工作最重要的地方不是方法本身有多新颖，而是它把SEM和AFM从一个”各自独立输出结果”的并列关系，升级成了”SEM激发、AFM读取”的协同关系。两种表征模态之间产生了因果链条，而不只是空间上的共定位。对于纳米电子器件、光伏材料、电池电极材料的研究者来说，这种协同能力可以回答一类传统上很难回答的问题：材料在电子束激发下的局域力学性质和电学性质是如何耦合的。

FusionScope：三模态融合的工程化落地

另一个值得关注的方向是AFM/SEM/EDS三模态集成。FusionScope多功能显微镜平台在2025-2026年间被多篇综述和案例文章提及。它的核心卖点是把SEM的全局定位能力、AFM的纳米力学测量能力、EDS的元素分析能力整合到一个工作流里。

一个被反复引用的案例是维生素C颗粒的表征：用SEM找到目标颗粒、用AFM探针精准定位到单个颗粒表面测量形貌和力学性质、再用EDS确认颗粒的元素组成——全程不需要转移样品或重新定位。对于形貌极其不规则的粉末样品，这套流程解决了传统方法中”在不同设备间转移时丢失目标”的老问题。

高校材料学院的AFM应用升级

2025年6月发表的综述《原子力显微镜在高校材料学院研究中的技术突破与前沿应用》系统梳理了AFM在二维材料力学表征、纳米力学Mapping和界面成像方面的最新应用。其中几个方向在2026年继续保持了研究热度：

• 二维材料的层间力学性质：石墨烯、MoS₂等二维材料的层间剪切模量和摩擦系数，用AFM的侧向力模式可以直接测量，这对二维异质结器件的可靠性评估有直接参考价值。
• 钙钛矿太阳能电池的界面表征：AFM的导电模式和开尔文探针力显微镜（KPFM）模式被广泛用于表征钙钛矿/传输层界面的电势分布和电荷陷阱密度。
• 高分子薄膜的纳米力学成像：峰值力定量纳米力学模式（PeakForce QNM）在聚合物共混物、生物材料的弹性模量Mapping中正成为标配工具。

这些方向有一个共同特征：AFM不再只是一个”拍图的工具”，而是被当作一个定量力学/电学测量平台在使用。这个转变对于做材料表征的课题组，意味着选型时需要更关注AFM的力学测量精度和电学模式的可扩展性，而不只是扫描范围和成像速度。

本文综述2026年上半年原子力显微镜（AFM）测试领域的技术动态，重点关注多模态融合趋势及其对材料表征工作流的影响。信息来源包括Advanced Science论文、仪器信息网公开技术报告及行业综述。