Nanoscope Analysis(AFM数据离线分析软件)

NanoScope Analysis是一款专为原子力显微镜配套开发的离线数据分析软件，可读取AFM采集的spm原始文件，完成各类形貌图像与力谱数据处理。软件支持平面校正、线平整、噪声滤波等图像预处理操作，能够精准测算表面粗糙度、台阶高度、颗粒尺寸，绘制剖面曲线与高度分布直方图，同时可解析PeakForce QNM力曲线，拟合杨氏模量、粘附力等力学参数。NanoScope Analysis还提供二维、三维形貌渲染功能，用户可以自由调整色彩标尺，支持导出图片与数值文本数据，是AFM样品表面形貌与力学性能定量表征常用分析工具。

Nanoscope Analysis数据处理教程

一、Flatten

由于信号失真的存在，比如针尖不总是完美的和样品垂直，扫描管的非线性以及热漂移存在等，原始数据会包含许多干扰因素，包括不同扫描线之间绝对高度的偏差，扫描线倾斜，平面扭曲等，无法直接使用，需要Flatten （图像拉平）处理。

Flatten处理的实质是通过多项拟合每一条扫描线，修正图像的信号失真。

0阶拉平：Z=a，每条扫描线减去-平均值到某一高度，去除不同扫描线之间的错位

1阶拉平：Z=a+bx, 去除错位同时补偿扫描线倾斜（一阶函数），斜面拉平

2，3阶拉平：Z=a+bx=cx2(+dx3), 补偿弧形或波浪线扭曲，曲面拉平

高阶拉平包括低阶拉平的内容，下图展示的经过拉平处理后AFM形貌效果。

二、选区Flatten

当图像里存在较大尺寸的颗粒时，一般拉平处理难以有效消除图像失真，因为软件对基底和颗粒同时做多项拟合，而非只是基底进行拟合。可以利用AFM软件“选区Flatten”功能解决此问题，在拉平过程中选择目标颗粒进行消除，从而在拉平基底的过程中有效忽略这些颗粒，如下图。

三、Plane Fit

同样是进行图像拉平处理，不过，不同于Flatten，Plane Fit 不是针对每条扫描线进行拉平，而是针对整个平面进行拉平处理。

四、Erase

可去除跳线（噪音信号）。如下图

五、Crop and Split

截图功能，截图之后可以另存为一个新的原始数据文件。

六、2D Image 和3D Image

实现2D和3D图片的切换。

七、Roughness

表面粗糙度计算，这是AFM的优势，可以得到全图粗糙度和所选区域的粗糙度，Rq:均方根粗糙度和Ra:平均值粗糙度，这两个都能参考，在使用时同组数据保持一致就行。

如果需要获得平均高度/表面电势/模量值，软件选中高度/表面电势/模量图，直接点击roughness，里面有个image mean，就是图像的平均高度/表面电势/模量值，在图像中框个框，mean就是框中的平均高度/表面电势/模量值。

八、Section (截面/纳米片厚度分析)

测量高度和距离，在AFM数据处理中使用频率非常高。

九、Step

台阶高度计算，与Section类似，但是取平均值，既框中区域内垂直方向会做一个平均值呈现出来，计算结果比section相对更科学。

十、数据导出

数据导出有多种方式，详见下图。

① Journal Quality Export

②右击图片导出

③右击曲线导出

十一、标尺颜色更改

右击图片右侧色条，可以更改颜色和对比度。

十二、Particle Analysis（颗粒分析）

Threshold height(门槛高度)，选择一个门槛高度，图像会把高于门槛高度的颗粒都标出来，并显示颗粒的高度，直径，表面积等数据，纳米颗粒比较多的数据比较好用。

软件亮点

1、表面拓扑图像重建

Nanoscope Analysis可以将从扫描探针显微镜获取的数据转换为高分辨率的表面拓扑图像。这些图像可以显示样品表面的形貌和拓扑结构。

2、原子分辨成像

该软件可以实现原子级分辨率的成像，使研究人员能够观察和分析纳米尺度上的原子排列和表面结构。

3、表面力谱学

Nanoscope Analysis还可以进行表面力谱学分析，通过测量和分析扫描探针显微镜在样品表面施加的力，来研究材料的力学性质和表面力学行为。

4、电学特性分析

该软件还可以用于电学特性的研究，包括电导率、电容和电势分布等相关参数的测量和分析。