AFM原子力显微镜特殊模式应用简介1 、力曲线
在基底上Ramp，设置参数得到力曲线，曲线横坐标是探针和样本之间的相对距离变化，纵坐标是探针与样品之间的作用力，蓝线是探针压入样品曲线(approach)，红线是离开样品的曲线（retrace）。纵坐标线显示的就是两个原子之间（探针与样品之间）的作用力随着距离变化的一个情况，它有两个分量，一个是正值的分量，一个是负值的分量，正值代表斥力，负值代表吸引力。
通过力曲线分析可以获得：
峰值力（探针样品Z大作用力）：peak force；
吸附力（探针样品Z小作用力）：adhesion；
杨氏模量：YM；
探针样品形变量：deformation；
能量耗散（often-work of adhesion）：dissipation；
弹性模量：在曲线上当探针接触样品产生斥力时，探针下降的距离与力的关系成线性，利用这段规律可以模拟计算出样品表面的弹性模量；
黏附力：在探针离开样品过程中，发生黏附力的牵扯，利用曲线Z低点可以得到样品表面黏附力的大小；
粘附功：曲线重叠区域的积分，用积分算粘附力做的功。
2 、静电力显微镜
基于Tapping Mode 模式发展而来，利用导电的探针与样品的静电相互作用来探测样品表面的静电力梯度，表征样品表面的静电势能，电荷分布及电荷运输等。
测试时，探针对每一行进行2次扫描。D一次，轻敲模式得到样品表面的起伏，探测样品的形貌。D二次探针抬起100-200 nm，按照样品表面起伏的轨迹，探针不接触样品表面，不受探针与表面之间短程的斥力影响，也不受表面形貌的影响，主要受到探针和样品表面之间静电的作用，引起振幅和相位的变化，记录D二次扫描的相位和振幅的变化，得到表面的静电力梯度，通过二次成像的模式进行测试。
3 、开尔文探针力显微镜
开尔文探针力显微镜在获得样品表面形貌的基础上可同时得到表面功函数或表面势。开尔文探针力显微镜和静电力显微镜的主要差异在于开尔文探针力显微镜在探针或样品上施加补偿电压，通过专用反馈控制电路实时调整该补偿电压使得探针和样品之间的静电力为零，从而定量测得样品表面的局域电势。
4 、磁力显微镜
基于Tapping Mode模式发展而来，原理与静电力显微镜相似，利用磁性探针检测磁性材料表面的磁作用力，获得表面磁力分布，磁畴结构等信息，用于半导体，磁性纳米颗粒等具有磁学性能的材料研究，也是二次成像模式。
5 、压电响应显微镜（PFM）
用于纳米尺度上研究压电材料、铁电材料、以及多铁材料的表面电势及压电响应的测量，主要检测样品的在外加激励电压下的电致形变量。通过向铁电样品施加交流电压，在表面上会产生与交流频率相同频率的微小振动，作为对铁电体压电特性的响应，因此，该振动被测量为AFM原子力显微镜悬臂梁挠度的变化。使用锁定放大器，与施加的电压的相位同步地检测来自悬臂振动的信号，并从相位信息获得有关铁电样品极化方向的信息，下图展示的是PZT薄膜的电滞回线。
6 、导电AFM原子力显微镜
接触模式导电AFM原子力显微镜
接触模式下，给导电探针和样品间施加直流电压，测量电流。利用导电力显微镜同时得到扫描区域的高度形貌图及电流分布图像, 更可进一步的于特定的点上取得IV 曲线。
7 、杨氏模量/模量分布
一般地讲，对弹性体施加一个外界作用力，弹性体会发生形状的改变 (称为"形变")，"弹性模量"的一般定义是:单向应力状态下应力除以该方向的应变。
杨氏模量就是从力曲线里拟合得到的，由于杨氏模量拟合时需要探针的实际曲率半径，所以需要特定的模块或者特定的探针来得到这个值，对于布鲁克仪器来说，一般买设备的时候可以配一个QNM的模块，专门测试模量，弹性模量是测试多个点的力曲线后然后拟合得到的图，可以反应样品中模量的分布。
8 、AFM原子力显微镜的其他应用
AFM原子力显微镜的其他应用有材料表面与薄膜硬度，微载荷划痕，摩擦力，粘弹性，弹性等力学性能研究，材料表面与薄膜电性能，磁性能，导热性能研究和一些比较前沿的如：纳米刻蚀，纳米操纵，单分子拉伸等。