AFM原子力顯微鏡是一種高分辨率的表面分析工具,用于研究各種材料的表面形貌和性質(zhì)。其中,非接觸模式和敲擊模式是兩種常用的成像模式,它們各自具有獨特的原理和適用場景。
非接觸模式:
非接觸模式是原子力顯微鏡中的一種成像模式,其工作原理主要依賴于樣品表面與掃描探針之間的長程相互作用力,如范德華力和靜電力。在這種模式下,探針懸浮在樣品表面上方一定距離處,并不與樣品表面直接接觸。當(dāng)探針靠近樣品表面時,這些長程相互作用力會導(dǎo)致探針發(fā)生微小的振動或彎曲。這種振動或彎曲被精確測量并轉(zhuǎn)化為樣品表面的形貌信息。
非接觸模式的優(yōu)點在于對樣品的破壞極小,適用于對柔軟、易損或具有粘性的樣品進行分析。然而,由于探針與樣品之間的距離較遠,這種模式可能受到樣品表面污染、吸附層以及環(huán)境因素的影響,導(dǎo)致成像分辨率受限。
敲擊模式:
敲擊模式,也被稱為輕敲模式或間歇接觸模式,是原子力顯微鏡中另一種常用的成像模式。在這種模式下,探針以一定的頻率振動,并在每個振動周期的底部輕輕敲擊樣品表面。這種接觸是瞬時的,避免了連續(xù)接觸可能帶來的樣品損傷。
敲擊模式的優(yōu)點在于它既能夠提供高分辨率的表面形貌信息,又能減少對樣品的破壞。這種模式適用于研究各種材料,包括柔軟、易損以及具有粘性的樣品。此外,由于探針與樣品之間的接觸是瞬時的,因此可以減小由吸附、摩擦等因素引起的誤差。
總結(jié)來說,非接觸模式和敲擊模式都是原子力顯微鏡中重要的成像模式。非接觸模式主要依賴長程相互作用力進行成像,適用于對柔軟、易損樣品的分析;而敲擊模式則通過瞬時接觸的方式獲取高分辨率的表面形貌信息,適用于各種不同類型的樣品。在實際應(yīng)用中,可以根據(jù)樣品的性質(zhì)和實驗需求選擇合適的成像模式。