原子力顯微鏡具有多種工作模式，每種模式都適用于不同的樣品特性和研究需求。以下是AFM原子力顯微鏡的幾種主要工作模式介紹：

接觸模式（Contact Mode）：

在這種模式下，原子力顯微鏡的針尖與樣品表面保持持續接觸，并施加一個恒定的力（通常是幾納牛到幾百納牛）。

針尖隨著樣品表面的起伏而上下移動，通過檢測這種移動來繪制表面形貌圖。

接觸模式具有較高的橫向分辨率，因為針尖與樣品表面的接觸可以減少橫向漂移。

然而，由于針尖與樣品表面的直接接觸，可能會對軟質或易受損的樣品造成損傷。

非接觸模式（Non-Contact Mode）：

在非接觸模式下，AFM原子力顯微鏡的針尖在樣品表面上方振動，并不與樣品表面接觸。

通過檢測針尖與樣品表面間的范德華力或其他遠程力來成像。

這種模式對樣品無損傷，但分辨率相對較低，因為遠程力的測量不如接觸力敏感。

非接觸模式適用于研究表面吸附的分子層或需要避免樣品表面污染的場合。

輕敲模式（Tapping Mode）或間歇接觸模式（Intermittent Contact Mode）：

輕敲模式是原子力顯微鏡中*常用的成像模式之一。

在此模式下，針尖在樣品表面上方以一定的頻率振動，并在振動周期的某個階段短暫地與樣品表面接觸。

這種模式結合了接觸模式的高分辨率和非接觸模式的低損傷優點。

輕敲模式適用于多種類型的樣品，包括軟質、硬質、易受損或粘性的樣品。

側向力模式（Lateral Force Mode）：

也稱為摩擦力顯微鏡（Friction Force Microscopy, FFM），在這種模式下，除了測量垂直方向的力外，還測量針尖在樣品表面滑動時產生的側向力。

側向力模式用于研究樣品表面的摩擦性能、潤滑性能以及表面結構對摩擦的影響。

峰值力定量納米力學映射（PeakForce QNM）：

這是一種較新的AFM原子力顯微鏡技術，結合了輕敲模式和力曲線測量的優點。

在掃描過程中，針尖以極高的頻率振動，并在每個掃描點采集完整的力曲線。

通過分析這些力曲線，可以獲得關于樣品表面機械性能的定量信息，如彈性模量、硬度和粘附力等。

流體環境模式（Liquid Environment Mode）：

當需要在液體環境中研究樣品時，可以使用流體環境模式的原子力顯微鏡。

這種模式通常涉及特殊的樣品池和針尖設計，以確保在液體中也能保持穩定的成像性能。

流體環境模式特別適用于生物學樣品的研究，因為許多生物過程都在液體環境中進行。

每種工作模式都有其獨特的優勢和局限性，研究人員可以根據具體的研究需求選擇合適的模式。