原子力顯微鏡的幾種操作模式
點擊次數：5015 更新時間：2020-02-11
原子力顯微鏡是繼掃描隧道顯微鏡之后發明的一種具有原子級高分辨的新型儀器，可以在大氣和液體環境下對各種材料和樣品進行納米區域的物理性質包括形貌進行探測。原子力顯微鏡有多種操作模式，常用的有以下三種：接觸模式（ContactMode）、非接觸（Non-ContactMode）、輕敲模式(TappingMode)。根據樣品表面不同的結構特征和材料的特性以及不同的研究需要，選擇合適的操作模式。
(1)接觸模式﹕針尖始終與樣品保持輕微物理接觸，以恒高或恒力的模式進行掃描。掃描過程中，針尖在樣品表面滑動。通常情況下，接觸模式都可以產生穩定的、高分辨率的圖像。在接觸模式中，如果掃描軟樣品的時候，樣品表面由于和針尖直接接觸，有可能造成樣品的損傷，因此圖像可能會發生扭曲或得到假像。所以接觸模式一般不適用于成像生物大分子、低彈性模量樣品以及容易移動和變形的樣品。
(2)非接觸模式﹕針尖在樣品表面上方振動，始終不與樣品接觸，探針監測器檢測的是范德華力和靜電力等對成像樣品無破壞的長程作用力。這種模式雖然增加了顯微鏡的靈敏度，但當針尖與樣品之間的距離較長時，分辨率要比接觸模式和輕敲模式都低，而且成像不穩定，操作相對困難，在生物中的應用也比較少。
(3)輕敲模式﹕微懸臂在其共振頻率附近作受迫振動，振蕩的針尖輕輕的敲擊樣品表面，間斷的和樣品接觸，所以又稱為間歇接觸模式。由于輕敲模式能夠避免針尖粘附到樣品上，以及在掃描過程中對樣品幾乎沒有損壞。輕敲模式的針尖在接觸表面時，可以通過提供針尖足夠的振幅來克服針尖和樣品間的粘附力。同時，由于作用力是垂直的，表面材料受橫向摩擦力、壓縮力和剪切力的影響較小。輕敲模式同非接觸模式相比較的另一優點是大而且線性的工作范圍，使得垂直反饋系統高度穩定，可重復進行樣品測量。本標準步驟采用輕敲式掃描來得到納米粒子的尺寸。
