隨著1986年的科技發展和商業推廣，原子力顯微鏡（AFM）成為了納米級領域對材料和細胞進行成像和測量的重要工具之一。AFM能夠以原子級的分辨率顯示原子級的樣品細節，有助于對一系列應用進行成像，例如定義表面表征，光刻，數據存儲以及對原子和納米結構的表面進行各種操作。但是，隨著分辨率不斷從微米級過渡到納米級，使用AFM進行更精確的振動隔離的需求變得至關重要。AFM系統極易受到環境振動的影響。當測量很小的埃米（Å）或納米位移時，必須為儀器建立穩定的環境。耦合到儀器機械結構中的任何振動都會引起垂直和水平噪聲，這會降低以分辨率進行測量的能力。MinusK隔振臺是消除振動的重要部件。

垂直軸對AFM最敏感，但是這些顯微鏡對X和Y軸的振動也很敏感。

使用加利福尼亞大學圣塔芭芭拉分校的原子力顯微鏡，具有負剛度隔振功能的寬250 µm的蝴蝶翅膀的圖像

原子力顯微鏡的發展和對隔振的需求

自大約25年前發布商用原子力顯微鏡以來，隨著技術的進步，提高了原子力顯微鏡性能。這些進步擴展了原子力顯微鏡在緩沖液中對生物樣品成像能力，以及加強了提供樣品的物理數據的能力。還提高了原子力顯微鏡的成像速度。與能夠近乎實時掃描的掃描電子顯微鏡不同，大約五年前傳統的原子力顯微鏡需要1到100分鐘才能獲得高分辨率圖像。隨著高速原子力顯微鏡系統的引入，成像速度比以前的原子力顯微鏡快了三個數量級。隔振平臺上的原子力顯微鏡在過去的幾年中，在加利福尼亞大學圣塔芭芭拉分校的物理系Paul Hansma研究小組中進行的三個數量級設計研究已經證明，在擴展Z軸范圍的同時，以納米級分辨率對大尺寸樣品進行顯微鏡成像可行。要在大型裂紋和深層微裂紋進行極限深度成像，顯微鏡必須具有至少200微米的Z范圍和足夠長的懸臂以探測裂紋。但是，隨著垂直運動的增加，振動的可能性更大。由MinusK Technology開發通過引入負剛度隔振解決了該問題。

原子力顯微鏡在主動隔震，負剛度隔振和空氣隔震的表現

MinusK負剛度隔離器在低頻振動隔離中使用了機械無源的概念，同時在多個方向上實現了高水平的隔離。在負剛度隔振中，垂直隔振是通過支撐負重的剛性彈簧與負剛度機制相結合來實現的。使凈垂直剛度非常低，而不會影響彈簧的靜態載荷支撐能力。與垂直運動隔離器串聯的梁柱可提供水平運動隔離。梁柱的作用就像是彈簧，加上負剛度機制。是一種緊湊的無源隔離器，能夠具有非常低的垂直和水平固有頻率以及非常高的內部結構頻率。使用無源的機械系統，該隔離器可提供0.5 Hz *的垂直隔離性能和水平的0.5 Hz的隔離性能-不需要空氣或電力，（*請注意，對于固有頻率為0.5 Hz的隔離系統，隔離的開始頻率約為0.7 Hz，隨著振動頻率的增加而改善。固有頻率更常用于描述系統性能。）“對MinusK而言，關鍵因素是將真正的負彈簧常數系統與正彈簧常數結合在一起以實現有效的響應。彈簧常數非常柔和。”“這使得負剛度隔振裝置在垂直方向上具有非常低的振動頻率，這對于原子力顯微鏡的隔振至關重要。”負剛度隔振臺在0.5 Hz處諧振。在此頻率下幾乎沒有能量存在。在0.5 Hz處發現明顯的振動將是非常不尋常的。頻率高于0.7 Hz（負剛度隔振臺開始隔振）的振動會隨著頻率的增加而迅速衰減（負剛度隔振臺隔離振動）。MinusK表示：“我們希望隔振頻率為0.5 Hz，這可以通過負剛度實現。”“不是因為這個頻率的振動很小，而是因為在10或20赫茲的建筑共振下，0.5赫茲比2赫茲的共振頻率更能抵抗振動傳播，而2赫茲的共振頻率可以用氣浮臺”

氣浮臺作為隔振系統，在垂直方向提供有限的隔離，在水平方向提供較少的隔離。由于它們的共振頻率可以與地板振動的頻率相匹配，因此它們會使隔振問題變得更糟。氣浮臺會放大而不是減少2到7 Hz范圍內的振動，因為氣浮臺會產生固有的共振頻率。所有隔離器將在其諧振頻率處進行放大，然后隔振。使用氣浮臺，在該共振頻率范圍內的任何振動不僅不能被衰減，而且還會被放大。與空氣隔振系統相比，具有負剛度隔離器的傳遞率得到了顯著改善。傳遞率是相對于輸入振動通過隔離器傳遞的振動的量度。負剛度隔離器調整至0.5 Hz時，在2 Hz時達到93％的隔振效率；5 Hz時為99％; 10 Hz時為99.7％。

MinusK公司成立于1993年，自立于開發和制造高質量的隔振產品，產品應用包括納米技術、生物科學、半導體、材料研究、航天器的零重力模擬和音頻。基于現場測試和用戶的評價，MinusK隔振臺性能比空氣隔振臺高出10-100倍，同時也優于主動減振系統

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