1、原子力顯微鏡探測(cè)到的原子力的由哪兩種主要成分組成?

AFM原子力顯微鏡探針與樣品表面原子之間存在多種作用力，其中包括范德瓦耳斯力、排斥力、靜電力、形變力、磁力、化學(xué)作用力等。原子力顯微鏡使用時(shí)，會(huì)消除出來范德瓦耳斯力以及排斥力之外作用力的影響;再加上，除了以上兩種力之外，其他力本身也相對(duì)較小。

因此，AFM原子力顯微鏡探測(cè)到的原子力主要由范德瓦爾斯力以及排斥力組成。其中范德瓦耳斯力為吸引力，排斥力的本質(zhì)為原子電子云之間的相互作用，其本質(zhì)為一種量子效應(yīng)。

2、怎樣使用原子力顯微鏡，才能較好地保護(hù)探針?

探針價(jià)格較為昂貴，操作可能損壞探針的時(shí)候應(yīng)該緩慢、小心。在將樣品靠近探針的過程中，先順時(shí)針旋轉(zhuǎn)粗調(diào)旋鈕，在樣品距離探針約為1mm的地方改用細(xì)調(diào)旋鈕。調(diào)整細(xì)調(diào)旋鈕的時(shí)候，觀察控制機(jī)箱上的讀數(shù)。

在這個(gè)過程中，始終注意觀察，以免使得樣品過于靠近探針，壓壞探針。在測(cè)量過程中，注意掃描頻率不要太快，以免損傷探針。AFM原子力顯微鏡使用完后，B須先逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)細(xì)調(diào)旋鈕，再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)粗調(diào)旋鈕，以取出樣品，以避免對(duì)于探針的損傷。

3、原子力顯微鏡有哪些應(yīng)用?

AFM原子力顯微鏡可以在真空、超高真空、氣體、溶液、電化學(xué)環(huán)境、常溫和低溫等環(huán)境下工作，因此具有較廣的應(yīng)用范圍。

在物理學(xué)中，原子力顯微鏡可以用于研究金屬和半導(dǎo)體的表面形貌、表面重構(gòu)、表面電子態(tài)及其動(dòng)態(tài)過程、超導(dǎo)體表面結(jié)構(gòu)和電子態(tài)層狀材料中的電荷密度等。

在生物學(xué)中，AFM原子力顯微鏡可以應(yīng)用于生物大分子的結(jié)構(gòu)以及其他性質(zhì)的研究，例如對(duì)于蛋白質(zhì)、RNA、DNA，甚至細(xì)胞以及病毒的觀察中。

另外，由于原子力顯微鏡具有可以間接測(cè)得力與間距關(guān)系的特性，因此，除了將它用于形貌觀測(cè)方面，它還可以被用于測(cè)量原子間作用力上。

4、與傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡相比，AFM原子力顯微鏡的分辨本領(lǐng)主要受什么因素限制?

傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)受到光衍射極限的限制，其Z小分辨距離為其光波長(zhǎng)的一半。電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)同樣受到衍射極限的限制，其Z小分辨本領(lǐng)為電子德布羅意波長(zhǎng)的一半，因此電子顯微鏡可以達(dá)到比傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡更高的分辨本領(lǐng)。

原子力顯微鏡的分辨本領(lǐng)主要取決于：探針針尖的尺寸;微懸臂的彈性系數(shù)，彈性系數(shù)越低，AFM原子力顯微鏡越靈敏;懸臂的長(zhǎng)度和激光光線的長(zhǎng)度之比;探測(cè)器PSD對(duì)光斑位置的靈敏度。對(duì)于分辨率一定的圖像，掃描范圍越小，獲得的表面形貌越精細(xì)。

5、要對(duì)懸臂的彎曲量進(jìn)行精確測(cè)量，除了在原子力顯微鏡中使用光杠桿這個(gè)方法外，還有哪些方法可以達(dá)到相同數(shù)量級(jí)的測(cè)量精度?

對(duì)于懸臂彎曲的測(cè)量還可以采取電學(xué)方法，包括隧道電流法以及電容法。

隧道電流法根據(jù)隧道電流對(duì)電極間距離非常敏感的原理，將SIM用的針尖置于微懸臂的背面作為探測(cè)器，通過針尖與微懸臂間產(chǎn)生的隧道電流的變化就可以檢測(cè)由于原子間相互作用力令微懸臂產(chǎn)生的形變。

電容法通過測(cè)量微懸臂與一參考電極間的電容變化來檢測(cè)微懸臂產(chǎn)生的形變。