原子力顯微鏡是一種能夠以原子級分辨率成像的顯微鏡，它主要通過檢測待測樣品表面和一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質的表面結構及性質。AFM原子力顯微鏡的分類可以從多個角度進行介紹，以下是一些主要的分類方式：

一、按生產廠家分類

AFM原子力顯微鏡的常用設備以進口品牌為主，包括但不限于以下幾家知名廠商：

布魯克（Bruker）：提供材料型和生物型原子力顯微鏡，如Dimension?系列和Nanowizard系列。

韓國帕克（Park）：展示多種型號原子力顯微鏡，如NX10、NX20和NX-Hivac等，分別適用于小樣品、大樣品和高真空環境。

英國牛津儀器（Oxford Instruments）：如Cypher系列，提供多種成像模式和功能。

日本島津（Shimadzu）：如SPM-Nanoa、SPM-9700和SPM-8100FM等型號，滿足不同研究需求。

二、按成像模式分類

AFM原子力顯微鏡主要有三種基本成像模式，每種模式都有其獨特的操作原理和適用場景：

接觸模式（Contact Mode）：

探針J端與樣品表面保持物理接觸，懸臂因樣品表面的不平整而上下移動。

優點：能夠提供非常高分辨率的圖像。

缺點：可能對樣品或探針造成損傷，特別是在分析軟材料或生物樣品時。

非接觸模式（Non-contact Mode）：

探針并不直接接觸樣品表面，而是在樣品表面上方幾納米到幾十納米的距離進行掃描。

優點：減少對樣品的物理損傷，適用于脆弱或軟的樣品。

缺點：分辨率通常低于接觸模式，且可能受到表面吸附層的影響。

輕敲模式（Tapping Mode）：

也稱為振動模式或交變接觸模式，探針懸臂以接近其共振頻率的頻率振動，并輕微敲擊樣品表面。

優點：結合了接觸模式的高分辨率和非接觸模式的低損傷特性，適用于多種類型的樣品，尤其是軟質材料。

缺點：操作和參數設置相對復雜，可能需要更多的調試時間。

三、按功能和應用分類

除了基本成像模式外，原子力顯微鏡還衍生出多種具有特定功能和應用的成像模式，如：

靜電力顯微鏡（EFM）：用于表面電勢成像。

壓電力顯微鏡（PFM）：表征壓電材料、鐵電材料等的壓電響應情況。

開爾文探針顯微鏡（KPFM）：測試導電探針和樣品表面的接觸電勢差（CPD），同時得到樣品的微觀表面形貌和表面電學性質信息。

導電探針原子力顯微鏡（C-AFM）：測量樣品表面的電流分布和導電性。

掃描電容顯微鏡（SCM）：對半導體器件和材料中的二維載流子分布情況進行成像。

這些特殊模式使得AFM原子力顯微鏡在材料科學、生物學、化學、物理學等多個領域具有廣泛的應用前景。

綜上所述，原子力顯微鏡的分類可以從生產廠家、成像模式以及功能和應用等多個角度進行介紹。每種分類方式都反映了AFM原子力顯微鏡在不同方面的特性和優勢，為科研人員提供了多樣化的選擇。