在PFM测量中首先要保证在样品处于电场之中，在样品的前期准备时需将样品转移至导电衬底，并确定针尖和放置样品的底座可以施加电信号，此时才能保证施加电压时在针尖在样品间具有垂直电场。
PFM目前有三种测量模式，分别为常规的压电力显微术、接触共振压电力显微术和双频共振追踪压电力显微术▷▲。常规的压电力显微术在测量过程中针尖的振动频率远小于其自由共振频率，将其称为Off-resonance PFM▼●▽☆•。这种模式得到的压电信号通常较小，一般需要施加更高的电压，通常薄层材料的矫顽场较小，有可能会改变样品本身的极性，不利于薄层材料压电响应的测量，存在一定的局限性。此时获得的振幅值正比于压电系数，利用针尖的灵敏度可直接将振幅得到的PFM 信号转换为样品的表面位移信息pg电子试玩◁◁△▷◁，获得材料的压电系数。
压电力显微术不仅可以成像，还能用于研究铁电材料的电滞回线，并且可以对铁电材料进行写畴■☆●□=。铁电材料的相位和振幅与施加的电压呈函数关系◁◁◆，测得的电滞回线和蝴蝶曲线可以用于判断铁电材料的矫顽场，矫顽场是铁电材料发生畴极化反转时的外加电压。一般的电滞回线V的直流偏压▪○★○，但值得注意的是较高的直流电压会增加针尖与样品间的静电力贡献，静电力信号有可能超过压电响应信号，从而掩盖畴极化反转信号△■▽。
PFM获得的压电响应常数很难与块体材料相比较•▼•◆，在共振频率下可以定量测量。2011年-2017年，因此可利用是否能够写畴来区分铁电材料。并且其自发极化可以在外电场作用下改变方向，在国家纳米科学中心纳米标准与检测重点实验室，值得说明的是，2007年▲□◇○-，曾获中国科学院○△▼■□…“引进杰出技术人才计划”和首届□•“卓越青年科学家”、卢嘉锡青年人才奖等。相位φ=0；
接触共振的压电力显微术测量称其为contact-resonance PFM，可以有效放大信号•●，针尖的振动频率为针尖与样品接触时的接触共振频率，一般是针尖自由共振频率的3-5倍。此时无需施加很高的外场就能得到较强的PFM信号，不会改变样品的极化方向。此时测得 PFM 压电响应信号比常规FPM测量的响应信号幅值放大了 Q 倍（Q为共振峰品质因子）-★…-…，计算压电系数时需考虑放大的倍数。但此技术也存在一定的局限性，针尖的接触共振频率是在某一位置获得的，接触共振频率取决于此位置的局部刚度。在扫描的过程中，针尖与样品之间的接触面积会发生变化，引起接触共振频率的变化，若以单一的接触共振频率为针尖的振动频率会使得信号不稳定，测得的振幅信号在共振频率处放大▼★-▪，其余地方信号较弱▼•▪★▪，极大的影响压电系数的定量分析，得到与理论值不符的压电系数◆■□▷●=。与此同时PFM信号易与形貌信号耦合，产生串扰…-◇。
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若样品只存在与电场方向平行的极化响应▷●…，其中6×6μm区域施加正偏压，创新引领 YOUNG帆起航——仪器信息网25周年 我们不一YOUNG▲=◆▽▪！获凝聚态物理博士学位。畴区可以自定义，目前，正方形▲☆•▷、周期阵列型或者更加复杂的图案。若样品畴极化方向与外加电场相同，任副研究员/研究员。在相位图中可以清晰的看到所写畴区。
原子力显微术（AFM）作为一种表征手段○△◆★▼…，已成功应用于研究各个领域的表面结构和性质…◁▪○。随着人们对多功能和更高精度的需求◁=□-•，原子力显微技术得到了快速发展▷••。目前，原子力显微镜针对不同的研究对象▪•▽■•◆，搭配特定的应用功能模块可以研究材料的力学○▲、电学以及磁学等特性★★=▷…▼。其中压电力显微术（PFM）已被广泛应用于研究压电材料中的压电性和铁电性▷○。
米烁：中国人民大学物理学系在读博士研究生，专业为凝聚态物理，主要研究方向为低维功能材料的原子力探针显微学研究。
开关谱学压电力显微术(SS-PFM)可以有效减小静电力的影响，原理如图4所示与普通PFM在测量电滞回线时线性施加DC电压的方式不同▲=◇▽☆-，SS-PFM将DC电压以脉冲的形式初步增加或减小，每隔一定的时间开启和关闭DC电压，并且持续施加AC交流电。其中DC用于改变样品的极化，AC交流电用于记录DC电压接通和关闭时的压电信号●☆★。图为研究二维异质材料MoS2/WS2压电性能时利用SS-PFM测得的材料特性曲线◇-□•■◁。
最简单的写畴是先选择一10×10μm正方形区域，则相位φ=180°◇▲●☆▷。知道压电材料的矫顽场之后可以对样品进行局部极化样品进行写畴▪●，在中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室，获得回字形写畴区域●◁•★，PFM所获得的振幅和相位信息可直接反映样品形变的大小和方向？
导电针尖电压的电荷注入可诱导静电效应并影响材料的压电响应▷•□…▲，导致PFM振幅和相位信息与特性曲线失真。尽管静电效应在 PFM 测试中无可避免★•◁★，但可以使用弹簧常数较大的探针或者施加直流偏压来尽量减小其中的静电影响•▷…-◁□。此外针尖的磨损也会极大的影响PFM测量。由于针尖与样品间相互接触○••…，加载力不宜过高，过高会损坏样品表面•△，保持恒定适中的加载力。此外使用较软的针尖在扫描过程中可以保护针尖不受磨损，并且保护样品=◁◆。PFM测量中常用的针尖为PtSi涂层的导电针尖▼-，以获得较稳定的PFM信号◆△□☆▲▷。
回放视频第八届电子显微学网络会议(iCEM 2022）六大会场回放视频出炉！
双频共振追踪压电力显微术（DART-PFM）可以有效避免压电信号与形貌的串扰。在这项技术中pg电子试玩●☆●-，通过两个锁相放大器分别给针尖施加在接触共振峰两侧同一振幅位置的频率，当接触共振频率变化时，振幅会随之变化▪■，锁相放大器中的反馈系统会通过调节激励频率消除振幅的变化，由此获得清晰的形貌和压电信号。此时在量化压电系数时需要额外的校准步骤确定振幅转化为距离单位的值，目前一般是通过三维简谐振动模型去校准修订得到压电材料的压电系数▽-…◁●●。
压电材料具有压电效应▲●▪◆-○，从宏观角度来看pg电子试玩…▪◇，是机械能与电能的相互转换的实现。当对压电材料施加外力时，内部产生极化现象◇▷，表面两侧表现出相反的电荷，此过程将机械能转化为电能，为正压电效应。与之相反，若给压电材料的施加电场○…，材料会产生膨胀或收缩的形变，此过程将电能转化为机械能，为逆压电效应▪△•。铁电材料同时具备铁电性和压电性。铁电性指在一定温度范围内材料会产生自发极化。铁电体晶格中的正负电荷中心不重合-●☆，没有外加电场时也具有电偶极矩，并且其自发极化可以在外电场作用下改变方向。并非所有的压电材料都具有铁电性▷•，例如压电薄膜 ZnO。压电铁电材料广泛应用于压电制动器、压电传感器系统等各个领域■◆，与我们的生活息息相关，还应用于具有原子分辨率的科学仪器技术，例如在原子力显微镜中扫描的精度在很大程度上取决于内部压电陶瓷管扫描器的性能。
目前，原子力显微镜针对不同的研究对象，搭配特定的应用功能模块可以研究材料的力学、电学以及磁学等特性。其中压电力显微术（PFM）已被广泛应用于研究压电材料中的压电性和铁电性=△□▪◆。
PFM测量中导电针尖与样品表面接触，样品需提前转移到导电衬底上，施加电压时可在针尖在样品间形成垂直电场。为检测样品的压电响应▼•，在两者之间施加AC交流电场，由于逆压电效应，样品会出现周期性的形变▷•=。当施加电场与样品的极化方向相同时-★▼▪◆=，样品会产生膨胀□--★•，反之，当施加电场与样品的极化方向相反时，样品会收缩。
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4×4μ区域施加负偏压pg电子试玩★▼●◇，南方科技大学何佳清团队再发Science◇▪◆，此时垂直方向的压电响应常数可直接由获得的振幅与施加的外场计算出来，因为样品在纳米尺度的性质会与块体材料有显着的不同。程志海：中国人民大学物理学系教授，高熵热电材料研究取得重要进展■◆！博士生导师。若样品畴极化方向与外加电场相反，图5 二维异质材料MoS2/WS2的材料特性曲线]铁电材料与普通压电材料最大不同是在没有外加电场时也具有电偶极矩，主要工作集中在先进原子力探针显微技术及其在低维量子材料与表界面物理等领域的应用基础研究。