手機版
化工儀器網(wǎng)手機版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關(guān)注視頻號
原子力顯微鏡的原理是利用探針針尖與樣品表面原子間的微弱作用力來作為反饋信號，維持針尖-樣品間作用力恒定，同時針尖在樣品表面掃描，從而得知樣品表面的高低起伏。因為是利用原子間的范德華力來檢測樣品表面特性，所以，根據(jù)吸引力和排斥力發(fā)展出兩種操作模式，即接觸模式和非接觸模式。然后，在非接觸模式之上改良，就有了第三種模式輕敲模式。
原子力顯微鏡工作模式：接觸模式
利用探針的針尖與待測物表面之原子力交互作用，探針與樣品表面緊密接觸并在表面上滑動。使非常軟的探針臂產(chǎn)生偏折，此時用特殊微小的鐳射光照射探針臂背面，被探針臂反
射的雷射光以二相的鐳射光相位偵檢器來記錄鐳射光被探針臂偏移的變化。接觸模式的優(yōu)點是掃描速度快，分辨率高，是 AFM 技術(shù)中僅可得到原子級分辨率的圖像的模式，并且對于一些表面上垂直變化較大的樣品，比較容易掃描。但由于針尖在樣品表面上滑動及樣品表面與針尖的粘附力，可能使得針尖受到損害，樣品產(chǎn)生變形，故對不易變形的低彈性樣品存在缺點，并且其應(yīng)切力會使圖像產(chǎn)生扭曲。
特點：掃描速度快，是接觸模式、非接觸模式、輕敲模式三種模式中只有一個能獲得原子級分辨率的模式。
操作要點：過大的作用力會損壞樣品表面，但較大的的作用力通?？傻玫捷^佳的解析度。因此選擇適當?shù)牡淖饔昧?，接觸式的操作模式是十分重要的。
原子力顯微鏡工作模式：非接觸模式
非接觸模式是探針針尖始終不與樣品表面接觸，在樣品表面上方 5～20 nm 距離內(nèi)掃描。針尖與樣品之間的距離是通過保持微懸臂共振頻率或振幅恒定來控制的。在這種模式中，樣
品與針尖之間的相互作用力是吸引力——范德華力。非接觸模式 AFM 的工作原理就是，以略大于微懸臂自由共振頻率的頻率驅(qū)動微懸臂，當針尖接近樣品表面時，微懸臂的振幅顯著減小。振幅的變化量對應(yīng)于作用在微懸臂上的力梯度，因此對應(yīng)于針尖-樣品間距，反饋系統(tǒng)通過調(diào)整針尖- 樣品間距使得微懸臂的振動幅度在掃描過程中保持不變，就可以得到樣品的表面形貌像 。樣品不會被破壞，而且針尖也不會被污染，特別適合于研究柔嫩物體的表面。
特點：針尖不與樣品接觸，所以對樣品沒有損傷，且由于吸引力小于排斥力，針尖-樣品作用力比接觸式的小幾個數(shù)量級，故靈敏度比接觸模式高。
操作要點：在大氣中操作時，試片表面常會吸附一層水，所以在討論探針和試片交互作用時，必須考慮探針與試片表面水膜間的毛細孔現(xiàn)象。
原子力顯微鏡工作模式：輕敲模式
將非接觸式加以改良，其原理是將探針與樣品距離加近，然后增大振幅，使探針在振蕩至波谷時接觸樣品，由于樣品的表面高低起伏，使得振幅改變，再利用類似非接觸式的迴饋控制方式來獲得圖像。輕敲模式的優(yōu)點是對大多數(shù)樣品有比較高的側(cè)向分標率(1-5nm)，并且由于微懸臂的高頻振動，使得針尖與樣品之間頻繁接觸的時間相當短，針尖與樣品可以接觸，也可以不接觸，且有足夠的振幅來克服樣品與針尖之間的粘附力。因此對樣品的損害很小，適用于柔軟、易脆和粘附性較強的樣品，且不對它們產(chǎn)生破壞。這種模式在高分子聚合物的結(jié)構(gòu)研究和生物大分子的結(jié)構(gòu)研究中應(yīng)用廣泛。其缺點是掃描速度比接觸模式要慢。
特點：很好地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、易碎或膠黏性樣品，不會損傷其表面。
原子力顯微鏡與掃描電鏡的對比：
相關(guān)產(chǎn)品
免責聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
采購中心