AFM（原子力显微镜）是一种利用原子间的相互作用力来探测和描绘样品表面形貌的高精度显微镜。它主要有三种成像模式：接触式、非接触式和轻敲式。以下是这三种模式的原理介绍：
接触式成像模式：
接触式AFM的工作原理基于原子间的排斥力。在这种模式下，AFM的探针尖D会与样品表面进行实际的、柔软的接触。当探针在样品表面轻轻扫过时，接触产生的力量会使悬臂发生弯曲。这种弯曲的程度会被高度敏感的探测器捕捉并转化为电信号，进而描绘出样品的表面形貌。
非接触式成像模式：
非接触式AFM则是利用了长程的相互作用力，如范德华力和静电力。在这种模式下，探针尖D始终保持在样品表面的上方振动，并不与样品直接接触。探测器通过检测这种非接触性的相互作用力来获取样品的表面信息。这种模式的一个主要优点是它对样品的损伤较小，但可能需要使用较坚硬的悬臂来防止意外接触。
轻敲式成像模式：
轻敲式AFM则结合了接触式和非接触式的特点。在这种模式下，微悬臂在其共振频率附近做受迫振动，使得振荡的针尖间断性地与样品表面接触。当针尖与样品不接触时，微悬臂以*大振幅自由振荡；当针尖与样品表面接触时，由于空间阻碍作用，微悬臂的振幅会减小。通过反馈系统控制微悬臂的振幅恒定，针尖就能跟随表面的起伏上下移动，从而获取样品的形貌信息。轻敲式成像模式既能减少对样品的损伤，又能保持较高的成像精度。
总的来说，AFM的三种成像模式各有其特点和应用场景，科研人员可以根据实验需求选择合适的成像模式。