在科技日新月异的今天，二维材料因其卓越的性能成为了多个关键行业不可或缺的元素，包括汽车制造、半导体技术、石油化学以及飞机发动机领域。深入了解这些材料的微观结构、存在的缺陷以及它们独特的机械和电学特性，对于推动先进技术的发展至关重要。而要充分发挥这些材料的潜力，有效的制造流程和严格的质量控制同样不可或缺。
为了满足这一需求，Phenom AFM-SEM原子力扫描电镜一体机应运而生，它能够同时获取扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）的数据，并实现数据的自动关联。这一创新技术不仅能够对二维材料的薄片进行精确定位和表面分析，还能在一次采集过程中检测多个特征，从而全面表征和对比材料的机械、电学、压电、磁学以及化学等多种性质。
Phenom AFM-SEM的应用范围广泛，特别是在低维材料的基础研究中表现出色。无论是石墨烯、六方氮化硼（BNNSs）、过渡金属二硫化物（TMDCs）还是MXenes，这些低维材料的新材料、功能化材料和异质结构材料的研究都可以通过这一技术得到深化。在二维材料的制备过程中，Phenom AFM-SEM还能够用于质量控制和诊断，确保制造过程的可重复性和可靠性，并对材料中的缺陷进行精确表征。
以TMDC材料为例，这类材料因其出色的物理化学性质在光电子器件、传感器、催化剂以及电化学能源存储领域具有巨大潜力。然而，要实现这些应用，需要深入理解其单层的制造条件，以确保其性能的稳定和可重复。常见的TMDC材料如二硫化钼（MoS2）和二硒化钨（WSe2）等，都是二维材料领域的重要成员。通过使用Phenom AFM-SEM，科研人员可以对通过化学气相沉积（CVD）在SiO2/Si基底上生长的MoS2薄片进行精确而全面的分析。
具体而言，科研人员对两组不同制备条件的样品进行了SEM、AFM、静电力显微镜（EFM）和相位成像的测量，以比较结果并确定最佳制备参数。SEM能够快速定位薄片，利用成分衬度差异；AFM则能精确获取二维材料表面的粗糙度和高度信息；EFM用于观察表面电荷分布和施加偏压时的电响应；而相位成像则能够识别不同硬度的薄片和基底，还能检测额外生长层的边缘。
另一个引人注目的案例是扭曲双层石墨烯（TBLG）的研究。TBLG因其能够创造新的可调电子行为而备受关注。扭曲会影响带隙的大小和形状，导致原子结构的周期性调制，从而在电学属性中以莫尔图案的形式呈现。这些结构在传感器、光子学和电子设备中具有广阔的应用前景。通过使用SEM、导电原子力显微镜（C-AFM）和压电力显微镜（PFM），科研人员能够获取TBLG的莫尔图案，并对其进行深入分析。
在SiC基底上的石墨烯双层进行电学性质测量的过程中，科研人员发现样品上存在扭曲和未扭曲的石墨烯双层。通过重点关注扭曲部分，他们观察到了以45纳米周期性的莫尔图案的调制。这一发现进一步证实了TBLG在电子学领域的巨大潜力。
