AFM原子力顯微鏡3個工作模式優(yōu)缺點以及操作要點的介紹

 新聞資訊     |      2023-06-14 09:13:47

接觸模式:

接觸模式是原子力顯微鏡Z直接的成像模式,探針針尖始終與樣品表面保持緊密接觸,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10-10~10-6 N。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行成像。但是垂直方向上有明顯變化的質(zhì)硬樣品,有時卻更適于用接觸模式掃描成像。

優(yōu)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**能獲得原子級分辨率的模式。

缺點:

針尖易受損,樣品易變形,圖像扭曲。

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(dāng)?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.jpg

非接觸模式:

為了解決接觸模式可能損壞樣品的缺點而發(fā)展來,利用原子間的長距離吸引力『范德華力』來運作,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,通常為10-12 N,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。

優(yōu)點:

對樣品完全沒有損傷。

缺點:

分辨率低,掃描速度慢,不適用于液體中成像。

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。

 

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,使探針在振盪至波谷時接觸樣品,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,便能取得高度影像。因此當(dāng)檢測柔嫩的樣品時,AFM原子力顯微鏡的輕敲模式是Z好的選擇之一。

優(yōu)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。

缺點:

掃描速度慢。