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(dú)特的原理和適用場(chǎng)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(zhǎng)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(shí),這些長(zhǎng)程相互作用力會(huì)導(dǎo)致探針發(fā)生微小的振動(dòng)或彎曲。這種振動(dòng)或彎曲被精確測(cè)量并轉(zhuǎn)化為樣品表面的形貌信息。
非接觸模式的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)樣品的破壞極小,適用于對(duì)柔軟、易損或具有粘性的樣品進(jìn)行分析。然而,由于探針與樣品之間的距離較遠(yuǎn),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(dòng),并在每個(gè)振動(dòng)周期的底部輕輕敲擊樣品表面。這種接觸是瞬時(shí)的,避免了連續(xù)接觸可能帶來(lái)的樣品損傷。
敲擊模式的優(yōu)點(diǎn)在于它既能夠提供高分辨率的表面形貌信息,又能減少對(duì)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(shí)的,因此可以減小由吸附、摩擦等因素引起的誤差。
總結(jié)來(lái)說(shuō),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(zhǎng)程相互作用力進(jìn)行成像,適用于對(duì)柔軟、易損樣品的分析;而敲擊模式則通過(guò)瞬時(shí)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(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)樣品的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)需求選擇合適的成像模式。