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{{NoteTA|G1=物理學}}
'''静电力显微镜'''（{{lang-en|'''Electrostatic Force Microscopy'''}}，简称'''EFM'''）是一种利用测量探针与样品的静电相互作用，来表征样品表面静电势能，电荷分布以及电荷输运的[[扫描探针显微镜]]。
== 工作原理 ==
[[File:Electrostaticforcemicroscope.png|thumb|right|300px|静电力显微镜的工作原理]]
静电力显微镜的工作原理与[[原子力显微镜]]类似。关键部分都是由悬臂梁组成的探针。但与原子力显微镜测量探针与样品的[[范德华力]]不同，静电力显微镜通过测量两者的[[電磁力|库仑相互作用]]来实现样品成像。工作时，探针与样品之间被加上工作电压，悬臂梁探针受静电力的作用，在样品表面震荡，但不接触样品表面。范德华力随着原子间距离<math> r </math>成<math>1/r^6</math>衰减，因而原子力显微镜必须保证探针与样品表面几乎接触。相比之下，随<math> 1/r^2 </math>衰减的库仑力较为长程，通常探针与样品表面的工作距离为100[[纳米]]。假设样品与探针之间的电压为<math>\Delta V</math>，等效电容为<math>C</math>，那么系统的总能量为：
<math>U =-  \frac{1}{2} C \Delta V^2</math>；

用<math> z </math>来代表样品表面的法线方向，则探针所受的静电力可以表示为：

<math>F_{electrostatic} = \frac{1}{2} \frac{\partial C}{\partial z} \Delta V^2 </math>。

与原子力显微镜相同，静电力显微镜也可以在液体环境中工作。

== 缺点 ==
在实际操作中，由于探针与样品之间既有范德华力，又有库仑力。即使选用较大的工作距离，有时仍不能完全忽略原子力存在。目前通常的解决方法是将探针与样品之间的直流电压改为[[交流電|交流]]信号。最后，在处理信号时，只处理相关频率的交流信号，就可以将范德华力的影响排除在外。

== 参见 ==
*[[开尔文探针力显微鏡]]

== 参考文献 ==
* [http://www.nanowerk.com/nanobusiness/showroom/Park_Systems/downloads/Electrostatic_Force_Microscopy.pdf Electric Force Microscopy-High Resolution and High Sensitivity Imaging of Electrostatic Force]
* [http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/92/22/10384 Electrostatic Force Microscope for Probing Surface Charges in Aqueous Solutions] by S. Xu and M.F. Arnsdorf 

{{扫描探针显微镜}}

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