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原子力顯微鏡的幾種操作模式
點擊次數(shù)：4739 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(fā)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(huán)境下對各種材料和樣品進行納米區(qū)域的物理性質(zhì)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(jù)樣品表面不同的結(jié)構(gòu)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(chǎn)生穩(wěn)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(fā)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(jiān)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(wěn)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(yōu)點是大而且線性的工作范圍，使得垂直反饋系統(tǒng)高度穩(wěn)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。
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