原子力显微镜是一种利用原子间相互作用力来探测样品表面形貌的高精度仪器。在AFM原子力显微镜中，主要有三种工作模式：接触式、非接触式和轻敲式。这三种模式的原理有一定的区别，下面我将分别进行解释。
接触式原子力显微镜：
在接触式AFM原子力显微镜中，探针的J端与样品表面始终保持轻微的物理接触。当探针在样品表面扫描时，由于针尖与样品表面原子之间的相互作用力（主要是排斥力），探针会发生微小的弯曲或偏转。通过测量这种弯曲或偏转的量，可以间接得到样品表面的形貌信息。由于探针与样品之间始终保持接触，因此可以获得高分辨率的表面图像。但是，由于接触力的作用，可能会对柔软或易受损的样品造成破坏。
非接触式原子力显微镜：
在非接触式AFM原子力显微镜中，探针的J端在样品表面上方振动，不与样品表面直接接触。当探针接近样品表面时，由于范德华力和静电力等长程力的作用，探针的振动状态会发生变化。通过测量这种变化，可以间接推断出样品表面的形貌信息。由于探针不与样品接触，因此不会对样品造成破坏。但是，由于长程力的强度较弱，因此非接触式原子力显微镜的分辨率通常较低。
轻敲式AFM原子力显微镜：
轻敲式原子力显微镜结合了接触式和非接触式的优点。在轻敲式AFM原子力显微镜中，探针以一定的频率在样品表面上方振动。当探针接近样品表面时，由于原子间相互作用力的作用，探针的振动状态会发生变化。与接触式原子力显微镜不同的是，轻敲式AFM原子力显微镜的探针在振动过程中并不始终与样品接触，而是在每个振动周期的某个阶段短暂地接触样品表面。这种接触是短暂的、周期性的，因此可以减少对样品的破坏。同时，由于探针的振动频率较高（通常在几十到几百兆赫兹），因此可以获得较高的分辨率。
总的来说，接触式、非接触式和轻敲式原子力显微镜在原理上的主要区别在于探针与样品之间的相互作用方式以及测量方式的不同。这些不同的工作模式各有优缺点，适用于不同类型的样品和测量需求。