AFM原子力显微镜的三种成像模式比较以及测试样品要求的介绍

 新闻资讯     |      2023-09-20 09:39:22

原子力显微镜测试成像模式:

1、接触模式:针尖与样品表面距离小,利用原子间的斥力;可获得高解析度图像;样品变形,针尖受损;不适合于表面柔软的材料;

2、非接触模式:针尖距离样品5-20nm,利用原子间的吸引力,不损伤样品表面,可测试表面柔软样品;分辨率低,有误判现象;

3、轻敲模式:探针在Z轴维持固定频率振动,当振动到谷底时与样品接触,对样品破坏小,分辨率几乎同接触模式相同。

原子力显微镜.jpg

三种模式的比较

接触模式:

优点:扫描速度快,是唯Y能够获得“原子分辨率”图像的AFM原子力显微镜垂直方向上有明显变化的质硬样品,有时更适于用接触模式扫描成像。

缺点:横向力影响图像质量。在空气中,因为样品表面吸附液层的毛细作用,使针尖与样品之间的粘着力很大。横向力与粘着力的合力导致图像空间分辨率降低,而且针尖刮擦样品会损坏软质样品(如生物样品,聚合体等)。

非接触模式:

优点:没有力作用于样品表面。

缺点:由于针尖与样品分离,横向分辨率低;为了避免接触吸附层而导致针尖胶粘,其扫描速度低于轻敲模式和接触模式原子力显微镜。通常仅用于非常怕水的样品,吸附液层要薄,如果太厚,针尖会陷入液层,引起反馈不稳,刮擦样品。由于上述缺点,非接触模式的使用受到限制。

轻敲模式:

优点:很好的消除了横向力的影响。降低了由吸附液层引起的力,图像分辨率高,适于观测软、易碎、或胶粘性样品,不会损伤其表面。

缺点:比接触模式AFM 原子力显微镜的扫描速度慢。

原子力显微镜测试样品注意事项:

Q:AFM原子力显微镜测试中,对样品的上下表面要求是什么?

A:要求样品上下表面整洁,无油渍灰尘等污染物

Q:原子力显微镜测试中,对粉末样品的质量要求是多少?

A:不少于5mg

Q:AFM原子力显微镜测试中,对固体薄膜样品的厚度要求是多少?

A:不大于0.5cm