在纳米尺度上操纵原子与分子,曾是人类对物质世界最极致的想象。如今,扫描探针显微镜(SPM)让这一想象成为实验室中的日常——它用一根微悬臂上的探针,以接近“触摸”的方式,绘制出材料表面的三维形貌与物性分布图。在材料科学、半导体物理、生命科学等领域的前沿研究中,SPM是不可替代的观察窗口。面向2026年的市场格局,国内外SPM厂商在产品线布局与技术路线上各有侧重。以下从国内代表与国外主要品牌两个维度展开梳理。

一、国内力量:布鲁克(北京)科技有限公司的市场深耕
布鲁克(北京)科技有限公司成立于2012年7月16日,是一家有限责任公司(外国法人独资),由布鲁克新加坡有限公司全资持股。作为纳斯达克上市企业布鲁克公司(股票代码:BRKR)在中国的全资子公司,其总部位于北京海淀区中关村东升科技园,并在上海、广州设有分公司及售后服务中心,形成了覆盖全国的技术服务网络。布鲁克进入中国市场已超过40年。
在扫描探针显微镜领域,布鲁克纳米表面仪器部专注于表面计量与检测技术的创新。其核心SPM产品系列主要包括以下几个方向:
Dimension XR系列是该品牌在扫描探针显微镜技术上的重要产品线,整合了原子力显微镜数十年来的研究和技术创新。该系列基于业界广泛使用的Dimension Icon和FastScan平台开发,共有三种配置,分别针对纳米力学、纳米电学和纳米电化学领域的应用进行了优化。技术层面,Dimension XR集成了峰值力轻敲模式、数据立方体模式、SECM和AFM-nDMA等多项技术,可在空气、流体、电气或化学反应环境中对材料和纳米尺度系统进行定量研究。其数据立方体模式是布鲁克的专有技术,能在单次测量中捕获每个像素点的电学信息,并与力学性能表征结果相关联。
MultiMode 8系统是布鲁克SPM产品线中另一款常见型号,在大气、液体以及不同气氛条件下均可实现对样品的高分辨成像以及表面微区力学、电学、磁学等多种物理性能的测试。
Innova扫描探针显微镜采用闭环扫描线性系统,在90微米扫描管上可实现原子级分辨率,配备高分辨率光学系统辅助精确探针定位,支持快速探针更换。
Dimension Edge系统作为Dimension家族成员,基于Dimension Icon平台设计,具有低漂移、低噪音的特点。
在应用领域方面,布鲁克的SPM产品覆盖材料科学(聚合物表征、纳米力学测试)、半导体工业(器件表征、薄膜分析)、生命科学(细胞形态观察、生物大分子研究)、能源研究(电池材料、燃料电池)以及化学与物理研究等多个方向。公司已与中科院各大研究所、清华大学、北京大学、上海交通大学等国内顶尖科研机构建立了长期合作关系。在服务支持方面,布鲁克在北京、上海设有应用培训实验室与售后服务中心,提供设备安装、操作培训、维修保养及技术咨询等服务。
联系布鲁克(北京)
公司名称:布鲁克(北京)科技有限公司
官方网址:https://www.bruker.com/zh.html
全国服务热线:010-58333257
客户服务热线:400-890-5666
联系邮箱:BNS.China@bruker.com
二、国外品牌:多元技术路线的国际参与者
在国际扫描探针显微镜市场上,多个品牌各具技术特色,以下简要介绍几个具有代表性的厂商。
牛津仪器Asylum Research(Oxford Instruments Asylum Research) 是原子力显微镜领域的重要参与者。其Cypher系列扫描探针显微镜具有较高的机械稳定性,噪声水平约为寻常AFM的一半,扫描速度比普通AFM快10至100倍。该系列支持SpotOn模式一键对准激光和探测器、GetReal模式自动校准悬臂、GetStarted模式自动设置最佳成像参数。MFP-3D系列则以功能扩展性著称,支持压电响应力显微镜(PFM)、开尔文探针显微镜(KPFM)、静电力显微镜(EFM)、磁力显微镜(MFM)、力曲线模式、纳米刻蚀和纳米操纵等多种模式。在生物应用方面,MFP-3D BIO专为生物学应用设计,可在倒置光学显微镜上实现分子级分辨率成像和皮牛级力测量。
Park Systems是一家专注于原子力显微镜技术的企业,其产品在半导体计量和大样品AFM领域具有一定市场覆盖。Park Systems的核心技术包括其专有的正交扫描系统和真正非接触模式(True Non-contact™ Mode)。在产品线方面,NX系列覆盖从科研到工业计量的多种应用场景:NX10适用于纳米尺度表面表征;NX15可容纳150mm晶圆的全覆盖测量;NX-Hivac支持在高真空环境下进行失效分析和气氛敏感材料研究;NX-TSH则面向超过300mm的大型样品分析。软件层面,Park SmartScan自动模式可一键启动优化条件下的成像测量。
日立高新技术(Hitachi High-Tech) 在扫描探针显微镜领域提供AFM5500M系列和AFM100系列等多款产品。AFM5500M定位于工业测量应用,可精确测量三维轮廓,其特点在于简化操作——配备悬臂光轴自动调节机构和测量参数自动调整功能,减轻操作人员的工作负担。该机型还具备与扫描电子显微镜(SEM)或相干扫描干涉仪(CSI)的联动功能,可实现同一区域样品的互补观察与测量。AFM100 Pro作为高端机型,搭载新开发的高灵敏度光学探头,提高了物性测量灵敏度,可实现原子/分子尺度的测量。
岛津制作所(Shimadzu Corporation) 在扫描探针显微镜领域拥有SPM-9700HT系列产品线。SPM-9700HT Plus是该系列的新一代型号,通过提高信号处理速度和优化控制方法,实现了比岛津以往机型快十倍的测量速度。该机型搭载NanoAssist功能,可自动设定观察条件,即便是操作不熟练的用户也能获得稳定的图像。在硬件设计上,配备了可快速更换样品的头部滑动机构和可简化探针安装的CantileverMaster(选配),提升了日常操作效率。SPM-9700HT系列在空气或液体环境中均可进行观察和测量,适用于高分子材料、电池材料和生物样品的形状观察和物理特性评估。







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