AFM原子力顯微鏡的三種成像模式比較以及測試樣品要求的介紹

 新聞資訊     |      2023-09-20 09:39:22

原子力顯微鏡測試成像模式:

1、接觸模式:針尖與樣品表面距離小,利用原子間的斥力;可獲得高解析度圖像;樣品變形,針尖受損;不適合于表面柔軟的材料;

2、非接觸模式:針尖距離樣品5-20nm,利用原子間的吸引力,不損傷樣品表面,可測試表面柔軟樣品;分辨率低,有誤判現(xiàn)象;

3、輕敲模式:探針在Z軸維持固定頻率振動,當振動到谷底時與樣品接觸,對樣品破壞小,分辨率幾乎同接觸模式相同。

原子力顯微鏡.jpg

三種模式的比較

接觸模式:

優(yōu)點:掃描速度快,是唯Y能夠獲得“原子分辨率”圖像的AFM原子力顯微鏡垂直方向上有明顯變化的質(zhì)硬樣品,有時更適于用接觸模式掃描成像。

缺點:橫向力影響圖像質(zhì)量。在空氣中,因為樣品表面吸附液層的毛細作用,使針尖與樣品之間的粘著力很大。橫向力與粘著力的合力導(dǎo)致圖像空間分辨率降低,而且針尖刮擦樣品會損壞軟質(zhì)樣品(如生物樣品,聚合體等)。

非接觸模式:

優(yōu)點:沒有力作用于樣品表面。

缺點:由于針尖與樣品分離,橫向分辨率低;為了避免接觸吸附層而導(dǎo)致針尖膠粘,其掃描速度低于輕敲模式和接觸模式原子力顯微鏡。通常僅用于非常怕水的樣品,吸附液層要薄,如果太厚,針尖會陷入液層,引起反饋不穩(wěn),刮擦樣品。由于上述缺點,非接觸模式的使用受到限制。

輕敲模式:

優(yōu)點:很好的消除了橫向力的影響。降低了由吸附液層引起的力,圖像分辨率高,適于觀測軟、易碎、或膠粘性樣品,不會損傷其表面。

缺點:比接觸模式AFM 原子力顯微鏡的掃描速度慢。

原子力顯微鏡測試樣品注意事項:

Q:AFM原子力顯微鏡測試中,對樣品的上下表面要求是什么?

A:要求樣品上下表面整潔,無油漬灰塵等污染物

Q:原子力顯微鏡測試中,對粉末樣品的質(zhì)量要求是多少?

A:不少于5mg

Q:AFM原子力顯微鏡測試中,對固體薄膜樣品的厚度要求是多少?

A:不大于0.5cm