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原子力顯微鏡工作模式介紹與說明

點擊次數(shù):1938  更新時間:2020-06-11
   你知道嗎?關(guān)于原子力顯微鏡的工作模式,它是以針尖與樣品之間的作用力的形式來分類的。主要有以下三種操作模式:接觸模式、非接觸模式和敲擊模式。
  1、非接觸模式
  非接觸模式探測試樣表面時懸臂在距離試樣表面上方5~10nm的距離處振蕩。這時,樣品與針尖之間的相互作用由范德華力控制,通常為10-12N,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。這種操作模式的不利之處在于要在室溫大氣環(huán)境下實現(xiàn)這種模式十分困難。因為樣品表面不可避免地會積聚薄薄的一層水,它會在樣品與針尖之間搭起一小小的毛細(xì)橋,將針尖與表面吸在一起,從而增加jian端對表面的壓力。
  2、接觸模式
  從概念上來理解,接觸模式是AFMzui直接的成像模式。正如名字所描述的那樣,AFM在整個掃描成像過程之中,探針針尖始終與樣品表面保持緊密的接觸,而相互作用力是排斥力。掃描時,懸臂施加在針尖上的力有可能破壞試樣的表面結(jié)構(gòu),因此力的大小范圍在10-10~10-6N。若樣品表面柔嫩而不能承受這樣的力,便不宜選用接觸模式對樣品表面進(jìn)行成像。
  3、敲擊模式
  敲擊模式介于接觸模式和非接觸模式之間,是一個雜化的概念。懸臂在試樣表面上方以其共振頻率振蕩,針尖僅僅是周期性地短暫地接觸/敲擊樣品表面。這就意味著針尖接觸樣品時所產(chǎn)生的側(cè)向力被明顯地減小了。因此當(dāng)檢測柔嫩的樣品時,AFM的敲擊模式是*的選擇之一。一旦AFM開始對樣品進(jìn)行成像掃描,裝置隨即將有關(guān)數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng),如表面粗糙度、平均高度、峰谷峰頂之間的zui大距離等,用于物體表面分析。同時,AFM還可以完成力的測量工作,測量懸臂的彎曲程度來確定針尖與樣品之間的作用力大小。
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