非接触式原子力显微镜是一种利用原子间相互作用力来测量样品表面形貌和性质的先进显微技术。以下是关于非接触式AFM原子力显微镜的详细介绍：
工作原理
非接触式原子力显微镜的工作原理基于原子间的范德华力。在非接触模式下，探针悬浮在样品表面一定距离的空气中，而不直接接触样品。当探针靠近样品表面时，原子间的范德华力会使探针发生弯曲或振动，同时减小探针和样品之间的距离。这种弯曲或振动会导致探针的共振频率发生变化，而这种变化可以用来测量样品表面的形貌和性质。
主要特点
对样品表面无损伤：由于探针与样品表面不直接接触，因此不会对样品表面造成损伤，特别适用于表面柔软或易受损的样品。
高分辨率：尽管分辨率相对于接触模式较低，但非接触式AFM原子力显微镜仍能提供纳米尺度的表面形貌信息。
适用于多种环境：非接触式原子力显微镜可以在多种环境（如真空、大气、液体、低温等）下工作，具有广泛的应用前景。
优点
不损伤样品：由于探针与样品表面不接触，因此不会对样品造成任何损伤。
可测试表面柔软样品：非接触模式适用于表面柔软或易受损的样品。
误判现象较少：与接触模式相比，非接触模式的误判现象较少。
缺点
分辨率较低：相对于接触模式和轻敲模式，非接触模式的分辨率较低。
扫描速度慢：由于需要保持探针与样品之间的距离稳定，因此扫描速度相对较慢。
应用领域
非接触式AFM原子力显微镜在多个领域有广泛的应用，包括纳米尺度的表面形貌和力学性质的研究、生物样本的自组装过程观察、表征纳米力学性质等。此外，非接触式原子力显微镜还可以用于表征液体中生物样品、测量细胞刚度等。
技术发展
近年来，非接触式AFM原子力显微镜技术得到了快速发展。例如，非接触式原子力显微镜（NC-AFM）或称为动态力显微镜（DFM）已达到亚原子级的分辨率，成为目前现实空间中分辨率Z高的原子力显微镜模式之一。NC-AFM通常在高真空和/或低温环境中进行，以便利用高Q因子带来的灵敏度。
总之，非接触式AFM原子力显微镜是一种功能强大的显微技术，具有广泛的应用前景和重要的科研价值。