在當(dāng)今科學(xué)研究不斷向極微觀領(lǐng)域深入探索的趨勢下，對研究對象精細(xì)化表征以及研究過程可視化的需求與日俱增。美國Quantum Design公司研發(fā)推出的AFM/SEM/EDS多功能顯微鏡FusionScope，巧妙地將二維大視野范圍尋找目標(biāo)區(qū)域的掃描電子顯微鏡（SEM）、三維立體精細(xì)掃描原子力顯微鏡（AFM）以及X射線元素分析定量測試的能譜儀（EDS）集于一體，能夠在-10°-80°的側(cè)向視野下對樣品進行觀測。這一突破性的設(shè)計不僅實現(xiàn)了高分辨率成像，還提供了一種在時空間的原位測試解決方案，可針對樣品的能譜，電學(xué)，磁學(xué)和力學(xué)性能進行實時表征，從多個層面實現(xiàn)對樣品目標(biāo)區(qū)域的多角度、全方位分析，為科研人員呈現(xiàn)直觀、準(zhǔn)確的表征結(jié)果。

自FusionScope問世以來，便在科研領(lǐng)域備受矚目。以下將通過一系列具體應(yīng)用案例，深入展示其在材料表征、動態(tài)力學(xué)測試、磁學(xué)研究、電學(xué)結(jié)果等眾多領(lǐng)域的超卓性能和重要價值。

在元素分析方面，F(xiàn)usionScope的SEM、AFM和EDS三合一功能展現(xiàn)出強大的優(yōu)勢。以功能化磁性納米顆粒研究為例，SEM的寬視場用于快速定位顆粒，為后續(xù)的AFM掃描成像提供目標(biāo)區(qū)域。AFM的形貌和相位圖像有助于對顆粒表面進行高分辨率成像分析，尤其對于單個顆粒的AFM形貌掃描，可以獲得更多三維信息的細(xì)節(jié)。EDS可以準(zhǔn)確識別顆粒內(nèi)層的鐵芯，結(jié)合SEM-EDS的關(guān)聯(lián)圖像，研究人員可以深入了解鐵芯的尺寸以及有機聚合物外殼的厚度。這種對納米顆粒從形貌到元素組成的全面分析，對納米材料等領(lǐng)域的研究具有重要意義。

圖10 納米顆粒的SEM-AFM關(guān)聯(lián)圖像，通過在SEM視野中尋找分散性良好的單個納米顆粒，實現(xiàn)該位置精準(zhǔn)導(dǎo)航并完成AFM形貌與相位掃描，得到二者的疊加圖像

圖11 15keV時納米顆粒的SEM-EDS關(guān)聯(lián)圖像，X射線可以分析納米顆粒中鐵元素的分布

在生命科學(xué)領(lǐng)域，對一些難以觸及的樣品區(qū)域進行SEM/AFM分析非常具有挑戰(zhàn)性，例如對骨組織的微觀結(jié)構(gòu)分析，尤其是骨表面的空隙和膠原纖維的詳細(xì)測量。FusionScope可對空隙結(jié)構(gòu)進行快速簡便的識別和成像，為這一難題提供了有效的解決方案。利用設(shè)備SEM的大視野功能，研究人員可以快速識別骨組織表面的空隙結(jié)構(gòu)，并將懸臂直接定位在目標(biāo)空隙結(jié)構(gòu)上。隨后，通過AFM的高分辨成像能力，實現(xiàn)對空隙和膠原纖維亞納米分辨率的真實3D形貌表征。這一突破性技術(shù)為深入研究骨組織等特殊結(jié)構(gòu)提供了直觀的圖像依據(jù)，有助于推動生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究進展。

圖12 懸臂導(dǎo)航至骨組織表面上并對空隙結(jié)構(gòu)進行AFM高分辨率掃描