2.1接觸模式(ContactMode)

接觸模式包括恒力模式(constant-forcemode)和恒高模式(constant-heightmode)。在恒力模式中，通過(guò)反饋線圈調(diào)節(jié)微懸臂的偏轉(zhuǎn)程度不變，從而保證樣品與針尖之間的作用力恒定，當(dāng)沿x、y方向掃描時(shí)，記錄Z方向上掃描器的移動(dòng)情況來(lái)得到樣品的表面輪廓形貌圖像。這種模式由于可以通過(guò)改變樣品的上下高度來(lái)調(diào)節(jié)針尖與樣品表面之間的距離，這樣樣品的高度值較準(zhǔn)確，適用于物質(zhì)的表面分析。在恒高模式中，保持樣品與針尖的相對(duì)高度不變，直接測(cè)量出微懸臂的偏轉(zhuǎn)情況，即掃描器在Z方向上的移動(dòng)情況來(lái)獲得圖像。這種模式對(duì)樣品高度的變化較為敏感，可實(shí)現(xiàn)樣品的快速掃描，適用于分子、原子的圖像的觀察[3]。

2.2輕敲模式(TappingMode)

在輕敲模式中，通過(guò)調(diào)制壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器使帶針尖的微懸臂以某一高頻的共振頻率和0.01～1nm的振幅在Z方向上共振，而微懸臂的共振頻率可通過(guò)氟化橡膠減振器來(lái)改變。當(dāng)針尖沒(méi)有接觸到表面時(shí)，微懸臂以一定的大振幅振動(dòng)，當(dāng)針尖接近表面直至輕輕接觸表面時(shí)，其振幅將減小；而當(dāng)針尖反向遠(yuǎn)離表面時(shí)，振幅又恢復(fù)到原先的大小。同時(shí)反饋系統(tǒng)通過(guò)調(diào)整樣品與針尖間距來(lái)控制微懸臂振幅與相位，使得作用在樣品上的力保持恒定，記錄樣品的上下移動(dòng)情況即在Z方向上掃描器的移動(dòng)情況來(lái)獲得圖像[3]。

2.3非接觸模式(Non-contactMode)

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5～20nm距離內(nèi)掃描。針尖與樣品之間的距離是通過(guò)保持微懸臂共振頻率或振幅恒定來(lái)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(dòng)微懸臂，當(dāng)針尖接近樣品表面時(shí)，微懸臂的振幅顯著減小。振幅的變化量對(duì)應(yīng)于作用在微懸臂上的力梯度，因此對(duì)應(yīng)于針尖-樣品間距，反饋系統(tǒng)通過(guò)調(diào)整針尖-樣品間距使得微懸臂的振動(dòng)幅度在掃描過(guò)程中保持不變，就可以得到樣品的表面形貌像[3]。

3.原子力顯微鏡用途

NanoSurfAFM主要用于各種材料(包括導(dǎo)體和絕緣體)原子級(jí)分辨率的表面形貌觀察、分析，應(yīng)用于物理學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)等微納米操作技術(shù)領(lǐng)域。