开尔文探针力显微镜（KPFM）是一种探测样品表面静电电势分布的扫描技术。具体讲就是在样品和针尖之间施加一个已知的偏压，然后通过KPFM测量样品的表面电势分布。HF2PLL锁相放大器支持KPFM的若干形式，本文介绍如下几种常见的KPFM。
（1）振幅调制的KPFM（AM-KPFM）
（2）频率调制的KPFM（FM-KPFM）
（3）快速FM-KPFM
（4）双谐波的KPFM（DH-KPFM）
AM-KPFM 产品：HF2PLL
对于AM-KPFM，使用PLLloop记录表面形貌像。一个额外的正弦KPFM交流信号施加一个频率，该频率足够高到PLL回路不受影响。信号的Ｘ部分使用一个额外的锁定路径探测。KPFM的直流偏压控制是基于此X值完成的，如果衬底的偏置方式是在欠补偿或过补偿的表面势的方式下，那么X值就会变成正值或负值。如果表面势得到正确的补偿，那么锁定放大器就测量不到X信号，从而确保了表面势从直流偏压中读出。
FM-KPFM 产品：HF2PLL
对于FM-KPFM，使用PLL回路记录表面形貌像。一个额外的正弦KPFM交流信号施加到基地上－与AM－KPFM步骤类似。但是，该信号是低频信号，从而确保PLL回路能跟踪由电位分布的变化而造成的谐振频率的变化。锁定探测不是由输入信号完成而是由PLL的微分（df）信号完成。
信号的X部分使用锁定路径探测。KPFM的直流偏压控制是基于此X值完成的，如果基地的偏置方式是在欠补偿或过补偿的表面势的方式下，那么X值就会变成正值或负值。如果表面势得到正确的补偿，那么锁定放大器就测量不到X信号，从而确保了表面电位从直流偏压中读出。
快速FM-KPFM 产品：HF2PLL+MF+MOD
考虑到有关的物理背景，直接的FM-KPFM方法就像传统的级联FM-KPFM方法。然而，PLL的带宽设置的足够高到跟踪基地的形貌，但比KPFM交流信号要低。使用频率调制信号的回复中心频率，使用HF2LI-MOD Dual AM/FM Modulation选件可以进行直接的边带分析。这为PLL跟踪带宽的低要求提供了优势。但是更加值得注意的是对PLL df信号没有进行滤波处理及信噪比（SNR）可能增加sqrt(2)倍。
DH-KPFM 产品：HF2PLL
与KPFM其余的模式不同，双谐波KPFM是一个开环方法。基底电位是通过检测信号的ω和2ω部分计算的。如果基底表面电位是零，那么只有交流偏压信号的2ω部分能够被检测到。电位越高，ω部分产生的越多，而2ω部分总是由于电容器的电势曲线的抛物线形状而保持不变。
本文来自Andreas Senn（Zurich Instruments）的博客《HF2PLL for KPFM Applications》，详细的英文介绍，请参见如下链接 HF2PLL for KPFM Applications。
