AFM原子力显微镜是一种高分辨率的表面分析工具,用于研究各种材料的表面形貌和性质。其中,非接触模式和敲击模式是两种常用的成像模式,它们各自具有独特的原理和适用场景。
非接触模式:
非接触模式是原子力显微镜中的一种成像模式,其工作原理主要依赖于样品表面与扫描探针之间的长程相互作用力,如范德华力和静电力。在这种模式下,探针悬浮在样品表面上方一定距离处,并不与样品表面直接接触。当探针靠近样品表面时,这些长程相互作用力会导致探针发生微小的振动或弯曲。这种振动或弯曲被精确测量并转化为样品表面的形貌信息。
非接触模式的优点在于对样品的破坏极小,适用于对柔软、易损或具有粘性的样品进行分析。然而,由于探针与样品之间的距离较远,这种模式可能受到样品表面污染、吸附层以及环境因素的影响,导致成像分辨率受限。
敲击模式:
敲击模式,也被称为轻敲模式或间歇接触模式,是原子力显微镜中另一种常用的成像模式。在这种模式下,探针以一定的频率振动,并在每个振动周期的底部轻轻敲击样品表面。这种接触是瞬时的,避免了连续接触可能带来的样品损伤。
敲击模式的优点在于它既能够提供高分辨率的表面形貌信息,又能减少对样品的破坏。这种模式适用于研究各种材料,包括柔软、易损以及具有粘性的样品。此外,由于探针与样品之间的接触是瞬时的,因此可以减小由吸附、摩擦等因素引起的误差。
总结来说,非接触模式和敲击模式都是原子力显微镜中重要的成像模式。非接触模式主要依赖长程相互作用力进行成像,适用于对柔软、易损样品的分析;而敲击模式则通过瞬时接触的方式获取高分辨率的表面形貌信息,适用于各种不同类型的样品。在实际应用中,可以根据样品的性质和实验需求选择合适的成像模式。