致真精密仪器致真精密仪器 (Truth Instruments)

AtomEdge Pro
多功能原子力显微镜

亚埃级分辨率 AFM,搭载 AI 分析引擎。面向纳米级表面表征、多模态成像与智能自动化的科研仪器。

垂直分辨率 <0.1 nm
本底噪声 <50 fm/√Hz
Z 向分辨率 0.04 nm
测量模式 7+
AtomEdge Pro full system with acoustic enclosure
产品概览

科研人员的多模态主力 AFM

AtomEdge Pro 融合了亚埃级分辨率、完全解耦的正交扫描器和双 FPGA 控制器,涵盖从表面形貌到 KPFM、MFM、PFM 以及原位液体池测量在内的 7 种以上成像模式,所有切换无需更换硬件。

拥有 70 项专利,已部署于 49 家以上的国内科研院所。为追求可靠、无伪影定量数据的研究者而设计。

正交解耦扫描器

三轴电容式闭环扫描,XY 线性度 0.02%,全 100 μm 量程无伪影。

SLD 激光检测

本底噪声 <50 fm/√Hz,可分辨 0.39 nm 的 SrTiO₃ 原子台阶——常规激光二极管系统无法做到。

双 FPGA @ 100 KHz

3 路硬件反馈环路,内置 2 台锁相放大器,单次扫描同步获取 12 个数据通道。

技术参数

规格与核心技术

扫描范围 (XYZ)100 μm × 100 μm × 10 μm
Z 闭环分辨率0.04 nm
XY / Z 线性度0.02% / 0.08%
垂直分辨率<0.1 nm (RMS < 40 pm)
本底噪声<50 fm/√Hz (SLD)
扫描速率0.1 – 30 Hz
图像分辨率32×32 – 4096×4096 px
扫描器类型三轴正交解耦,电容闭环反馈
常规模式接触、轻敲、相位、Lift、多方向扫描
电学模式EFM、KPFM、PFM;选配:C-AFM、SCM
磁学模式MFM(双程抬起式)
原位模式液体池、光照、电化学、热控
激光光源超辐射发光二极管 (SLD) S650.7.3,低相干
相机彩色 CMOS,500 万像素,实时视频
视场1680 × 1410 μm
物镜10×(选配 20×、50×)
光学分辨率1 μm
电动对焦支持,含自动对焦
硬件架构双高速 FPGA
模数/数模转换≥8 路 DAC(XYZ 20 位 + 16 位用户 + 20 位偏压),≥10 路 ADC(4 通道 >50 MHz)
反馈环路3 路独立并行
锁相放大器2 路板载,带宽 >1 MHz,分辨率 0.1 Hz
数据通道12 路同步时间对齐
反馈速率最高 100 KHz
样品台最大 φ25 mm;电动 XY ±12.5 mm
隔振大理石气浮台 + 隔音罩(可选主动隔振)
针尖保护力限自动安全逼近
热漂移<1 nm/min(预热 30 分钟后)
手套箱支持(可选紧凑机头)
运行环境实验室、洁净室、手套箱;可选腔体
AI 模块Truth-Seeker AI——文献检索、实验规划、自动分析、报告生成
控制软件中英双语 GUI,实时监控,四步工作流(参数 → 进针 → 扫描 → 退针)
分析套件粗糙度、颗粒/孔径、剖面、PSD、三维可视化、多格式导出

正交解耦压电扫描器

三轴正交解耦设计,每一轴配备独立电容位移传感器,在 100 μm × 100 μm × 10 μm 的全量程内实现 0.02% XY 线性度0.08% Z 线性度,扫描弓形降至 0.2 nm 以下——比管式扫描器的 5–20 nm 背景曲率好 1~2 个数量级。

对研究者而言,这意味着可靠的台阶高度量测、真实的薄膜粗糙度,以及任何对高度数据精度敏感的测量——无需复杂的背景扣除后处理。

正交解耦压电扫描台特写与管式/压电台扫描效果对比

双 FPGA 数字控制器

硬件级并行处理 3 路独立反馈环路,最高 100 KHz——比传统 DSP 系统快 3–10 倍。板载 2 台锁相放大器(带宽 >1 MHz,分辨率 0.1 Hz)为 EFM、KPFM、PFM 等交流模式提供零延迟的同步解调,无需外接锁相放大器,也无布线引入的信号延迟。

单次扫描即可同步获取 12 路时间同步的数据通道——形貌、相位、振幅、横向力、CPD 以及最多 7 个用户自定义辅助通道。

双 FPGA 数字控制器架构示意图

超辐射发光二极管 (SLD)

宽谱、低相干的 SLD 光源(相干长度 <30 μm)几乎完全消除悬臂与附近反射面之间的光学干涉噪声,将本底噪声压至 50 fm/√Hz 以下,垂直分辨率优于 0.1 nm(RMS <40 pm)——比一个水分子直径的一半还小。

实际效果:可分辨 0.39 nm 的 SrTiO₃ 原子台阶,检测亚单层薄膜成核过程,支撑皮牛顿级的生物力谱测量——这些都是常规激光二极管 AFM 无法达到的。

SLD 噪声频谱、设备实物与 0.39 nm 原子台阶分辨

全自动化 · 手套箱兼容

完整的四步自动化流程——参数 → 进针 → 扫描 → 退针——配合一键自动寻峰、自动逼近、激光自动对准和 PSD 信号优化,显著降低对操作者的依赖和学习曲线,让不同操作者也能获得一致结果。

可选紧凑式机头直接集成至手套箱或洁净室,控制器/电脑通过真空法兰放置于腔体外。对于空气敏感样品、惰性气氛研究和多用户共享实验室来说是必备配置。

自动化工作流——寻峰、进针、扫描软件界面
核心优势

六个工程决策,重新定义 AFM 的测量边界

每一个子系统都为突破噪声、精度和通量三道关卡而设计——这正是斯格明子成像、定量 KPFM 和纳米力学研究所真正需要的门槛。

<50 fm/√Hz

SLD 激光位移传感器

亚埃级噪声本底,可稳定定量拓扑霍尔信号和亚纳米级的磁畴结构——这是普通激光二极管系统做不到的。

0.02%

正交解耦柔性扫描器

电容传感闭环反馈,XY 线性度 0.02%,彻底消除扫描弓形和轴间串扰——在 100 μm 全量程内都能获得真实的定量数据。

0.04 nm

皮米级 Z 向定位

闭环分辨率保证探针数小时内稳定停留在同一晶格位点——这是原子台阶成像和可重复力曲线阵列的先决条件。

7+ modes

完整多模态测量套件

接触 / 轻敲 / KPFM / MFM / PFM / EFM / C-AFM / SCM——软件一键切换,同一套工作流,同一套控制环路,无需更换探针座。

In-situ

液体、光、电、热原位

配套的原位附件支持光催化、电化学和变温实验——相关研究已发表于 JCIS、Int. J. Hydrogen Energy 等期刊。

49+

已服务院所

已部署于北京大学、浙江大学、复旦大学、中科大、哈工大以及中科院物理所等顶尖院校和国家实验室,磁学、催化和半导体材料方向均有同行评议论文引用。

AI 与自动化

Truth-Seeker AI——你的仪器内置科研助理

致真自研 AI 模型,将 AFM 从数据采集设备升级为智能科研平台。Truth-Seeker 接手繁琐的科研流程,让你把时间花在科学本身,而不是 SOP 上。

文献检索与摘要

秒级定位样品与测量模式相关的最新论文,自动提炼要点。

实验方案推荐

根据自然语言描述推荐扫描参数、探针型号和测量协议。

标准化操作引导

逐步指导操作流程,降低学习门槛,保证结果一致性。

自动分析与报告

处理采集数据并生成带图表、可投稿排版的结构化报告。

Truth-Seeker AI 在分析软件中输出的 3D 可视化结果
"我想了解二维压电材料与 AFM 的最新研究进展,给我一个简短综述。"
Truth-Seeker · today 15:24

过去五年,基于 PFM 的二维铁电研究主要集中在三个方向:

极性斯格明子泡——CuInP₂Se₆,Nat. Commun. (2025) · DOI:10.1038/s41467-025-57714-9

二维压电二极管——α-In₂Se₃, Nanoscale (2018)

超薄 HfO₂ 铁电性——Nature 580, 478 (2020)

"第一次使用 AFM,我想拍样品形貌,具体步骤是什么?"
Truth-Seeker

推荐流程:(1) 安装探针——选择轻敲探针;(2) 样品装载——使用磁性样品盘;(3) 激光对准——启用自动对准;(4) 扫描参数——5×5 μm,256×256 像素,1 Hz;(5) 运行自动逼近;(6) 开始扫描。

应用案例

真实扫描数据

致真客户公开发表的真实案例画廊——涵盖材料、磁学、铁电、电化学和生命科学领域。

Grid reference sample — topography mode 25×25 μm
形貌

网格标准样 · 轻敲模式 · 25 × 25 μm

25 × 25 μm 的周期性校准样品成像,验证扫描器的线性度和闭环精度。

PbTiO₃–PMN ferroelectric domains — PFM mode 10×10 μm
PFM

PbTiO₃–PMN · PFM 模式 · 10 × 10 μm

在钛酸铅–铌酸镁铅陶瓷上进行铁电畴翻转和压电响应成像。

BiVO₄ thin film — EFM mode 5×5 μm
EFM

钒酸铋 · EFM 模式 · 5 × 5 μm

在光活性 BiVO₄ 薄膜上进行静电力显微成像,分辨局部电荷陷阱分布。

BiVO₄ thin film — KPFM mode 5×5 μm
KPFM

钒酸铋 · KPFM 模式 · 5 × 5 μm

同一块 BiVO₄ 薄膜上的开尔文探针力显微成像,获取晶粒间的接触电势分布。

Co/Fe/B magnetic thin film — MFM mode 25×25 μm
MFM

Co/Fe/B 薄膜 · MFM 模式 · 25 × 25 μm

Co/Fe/B 多层膜的磁畴结构——双扫 lift 模式清晰呈现畴壁和条纹畴。

Co/Pt magnetic thin film — MFM mode 30×30 μm
MFM

Co/Pt 薄膜 · MFM 模式 · 30 × 30 μm

Co/Pt 多层膜的垂直磁各向异性畴结构——斯格明子研究的基础。

Au-Ti strip electrode topography — tapping mode 18×18 μm
形貌

Au-Ti 电极条 · 轻敲模式 · 18 × 18 μm

金-钛电极条的表面形貌——广泛应用于半导体和 MEMS 器件表征。

Al₂O₃ whisker — tapping mode 15×15 μm
形貌

Al₂O₃ 晶须 · 轻敲模式 · 15 × 15 μm

平整基底上的单根氧化铝晶须成像——展示低噪声下孤立纳米线特征的成像能力。

性能验证

可引用的规格,可验证的研究。

<0.1 nm
垂直分辨率
<50 fm/√Hz
SLD 本底噪声
100 KHz
反馈速率
12 路
同步通道
精选
论文
Nat. Commun. · 2025 Tsinghua Univ. / HIT — Observation of switchable polar skyrmion bubbles in van der Waals CuInP₂Se₆ (PFM)
Nature · 2020 Fudan Univ. — Enhanced ferroelectricity in ultrathin HfO₂ films grown directly on silicon (PFM)
Nanoscale · 2018 Peking Univ. — Room-temperature ferroelectricity & switchable diode in α-In₂Se₃ thin layers
Appl. Phys. Lett. · 2026 Guangdong Univ. of Technology — Topological Hall effect in antiferromagnetic skyrmion systems (MFM)
Int. J. Hydrogen Energy Liaoning Univ. of Sci. & Tech. — Clean Energy & Fuel Chemistry Inst. — In-situ light-assisted KPFM on photocatalytic H₂ evolution
软件与控制

智能 AFM 软件平台

AtomEdge Pro analysis software — 3D surface visualization interface
实时控制软件

中英双语 GUI,实时形貌预览、自动逼近状态显示、参数智能优化,完整的四步自动化流程(参数→进针→扫描→退针)。

完整分析软件套件

内置粗糙度分析 (Ra/Rq/Rz)、颗粒/孔隙分析、截面高度、功率谱密度和三维可视化,支持出版级导出。

Truth-Seeker AI

自研 AI 引擎,支持文献检索、实验规划、自动化图像分析和结构化报告生成——详见上方 AI 模块介绍。

常见问题

常见问题

超辐射发光二极管 (SLD) 的相干长度小于 30 μm,可消除常规激光二极管的光学干涉噪声。在 <50 fm/√Hz 的噪声本底下,AtomEdge Pro 能够分辨 0.39 nm 的 SrTiO₃ 原子台阶——这是激光二极管系统无法做到的,使其成为市面上最安静的商用 AFM 之一。
传统管式扫描器的 X-Y-Z 运动相互耦合,产生 "弓形"伪影——本应是直线却变成弧线。AtomEdge Pro 采用 物理解耦的压电轴,每个轴配独立电容传感器,实现 0.02% 的 XY 线性度,在 100 μm 全量程内扫描弓形降至 <0.2 nm。原始数据无需后处理背景校正即可获得真实形貌。
可以。可选附件包括用于生物成像的液体池、用于光活性样品的光照装置电化学池以及变温台。提供紧凑式 AFM 机头,可集成于惰性气氛手套箱或洁净室
单次扫描即可同步采集高度、形变误差、振幅、相位、横向力、CPD以及最多 7 个用户自定义通道,所有通道时间同步。也就是说,一次扫描就能同时获取形貌、电学和磁学数据,无需多次扫描或担心图像配准误差。
Truth-Seeker 是集成在软件中的自研 AI 模型。扫描前协助文献检索与实验规划,操作过程中提供标准化流程指引,数据采集后自动完成图像分析和报告生成——缩短新手学习曲线,加速从原始数据到发表成果的全流程。

致真精密仪器(Truth Instruments)制造——2019 年成立的国家级"专精特新"小巨人企业,总部位于青岛,在北京和杭州设有研发中心。研发人员占比 51%,拥有 70 项专利及 31 项软件著作权。产品已部署于清华大学、北京大学、复旦大学、浙江大学、中科大、哈工大、中科院物理所、西湖大学等 49 余家顶尖院所,以及中芯国际、西部数据、歌尔声学、华大基因等行业龙头。

国家"专精特新"小巨人 70 项专利 · 31 项软著 51% 研发人员占比 49+ 合作院所 5,500 m² 生产基地
用户故事

从实验台到顶刊发表

广东工业大学使用 AtomEdge Pro MFM 模式在零场条件下成像 [Pt/Co/Ru]₂ SAF 体系中的斯格明子——分辨出约 150 nm 畴结构,为其发表于 Applied Physics Letters 的拓扑霍尔效应研究提供了直接实验证据。
辽宁科技大学利用 AtomEdge Pro 原位光辅助 KPFM 技术,在纳米尺度上表征光催化体系的界面电荷动力学,成果发表于 Int. J. Hydrogen EnergyJ. Colloid Interface Sci.
6–8 周交付标准配置交付周期
上门安装调试工程师现场安装、校准与培训
48 小时技术响应2 个工作日内响应
科研级性价比亚埃级 AFM,无需承受溢价

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