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在精密測量與材料表征領域，金剛石探針被譽為探索微觀世界的“觸覺精靈”。憑借其硬度、耐磨性和穩定性，它廣泛應用于原子力顯微鏡（AFM）、輪廓儀、半導體檢測設備及納米壓痕系統中，成為科研與工業質檢的核心部件。
一、結構與工作原理
金剛石探針通常由三部分構成：探針端、懸臂梁（微懸臂）和基底。其核心是天然或人造單晶金剛石制成的針尖，曲率半徑可小至幾納米，確保高空間分辨率。當探針接近樣品表面時，針尖與樣品間產生原子級作用力（如范德華力），引起懸臂彎曲。通過激光反射系統或壓阻傳感器檢測形變，再經計算機重構，即可獲得表面三維形貌或力學性能信息。
二、核心優勢
超高硬度（莫氏硬度10）：金剛石是自然界硬的物質，能穩定掃描各類硬質材料（如陶瓷、金屬、碳纖維），不易磨損或變形。
長壽命：相比硅或氮化硅探針，金剛石探針使用壽命可延長數倍，尤其適用于高頻率、長時間的工業在線檢測。
化學惰性強：耐酸堿腐蝕，可在惡劣環境（如高溫、潮濕、腐蝕性介質）下穩定工作。
熱穩定性好：熱膨脹系數低，在溫度變化環境中仍能保持測量一致性。
三、應用領域
半導體行業：用于晶圓表面缺陷檢測、光刻膠輪廓測量，確保納米級工藝精度。
生物醫學研究：在液體環境中輕柔掃描活細胞膜、蛋白質分子，實現無損成像。
材料科學：分析涂層厚度、摩擦磨損機制、復合材料界面結合狀態。
質量控制：在精密制造中檢測軸承、光學元件、MEMS器件的表面質量。
四、使用與維護要點
避免碰撞：操作時需精細調節，防止針尖撞擊硬物導致崩尖。
定期清潔：使用惰性氣體吹掃或等離子清洗去除表面污染物。
存儲規范：置于干燥、防震的專用盒中，避免灰塵附著或機械損傷。
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