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原子力显微镜(AFM)分类

2021.8.23

  在原子力显微镜(AFM)成像模式中,根据针尖与样品间作用力的不同性质可分为:接触模式,非接触模式,轻敲模式。

  (1)接触成像模式:针尖在扫描过程中始终同样品表面接触。

  针尖和样品间的相互作用力为接触原子间电子的库仑排斥力(其力大小为10-8~10-6N)。优点为图像稳定,分辨率高,缺点为由于针尖和样品间粘附力的作用等因素影响,可影响成像质量。

  (2)非接触成像模式:当针尖在样品表面扫描时,始终保持不与样品表面接触(一般保持5~20nm的距离)。

  在非接触模式中, 针尖与样品间的作用力是长程力——范德华吸引力。由于针尖始终不与样品表面接触,因而避免了接触模式中遇到的一些问题。缺点是由于范德华力非常小,因此比接触模式的分辨率较低,并且不适合于液体中成像。

  (3)轻敲成像模式:同非接触模式相似, 在针尖扫描过程中,微悬臂也是振荡的,其振幅比非接触模式更大,同时针尖在振荡时间断地与样品接触。

  优点是分辨率高(近乎等同接触模式);可应用于柔软、易碎和粘附性样品;由于作用力是垂直的,材料表面受横向摩擦力、压缩力、剪切力的影响较小。

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