原子力顯微鏡有三種基本成像模式，它們分別是接觸式、非接觸式、輕敲式。

接觸式：在這種模式下，探針針尖始終與樣品表面保持緊密的接觸，相互作用力是排斥力。這種模式通常用于產生穩定的、分辨率高的圖像，但不適用于研究生物大分子、低彈性模量樣品以及容易移動和變形的樣品，因為接觸力可能會損壞這些樣品。

非接觸式：在這個模式下，針尖在樣品表面的上方振動，始終不與樣品接觸。這種模式主要探測的是范德華作用力和靜電力等對成像樣品沒有破壞的長程作用力。這種模式適用于研究柔軟或有彈性的樣品，而且不會鈍化針尖或樣品表面，但操作相對較難，通常不適用于在液體中成像，在生物中的應用也很少。

輕敲式：微懸臂在其共振頻率附近做受迫振動，振蕩的針尖輕輕的敲擊表面，間斷地和樣品接觸。這種模式類似于非接觸式，但更靠近樣品表面。損害樣品的可能性比接觸式少（不用側面力，摩擦或者拖拽）。輕敲模式的分辨率和接觸模式一樣好，而且由于接觸時間非常短暫，針尖與樣品的相互作用力很小，通常為1皮牛頓（pN）～1納牛頓（nN），剪切力引起的分辨率的降低和對樣品的破壞幾乎消失，所以適用于對生物大分子、聚合物等軟樣品進行成像研究。對于一些與基底結合不牢固的樣品，輕敲模式與接觸模式相比，很大程度地降低了針尖對表面結構的“搬運效應”。樣品表面起伏較大的大型掃描比非接觸式的更有效。

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