AFM（原子力顯微鏡）是一種利用原子間的相互作用力來(lái)探測(cè)和描繪樣品表面形貌的高精度顯微鏡。它主要有三種成像模式：接觸式、非接觸式和輕敲式。以下是這三種模式的原理介紹：

接觸式成像模式：

接觸式AFM的工作原理基于原子間的排斥力。在這種模式下，AFM的探針尖D會(huì)與樣品表面進(jìn)行實(shí)際的、柔軟的接觸。當(dāng)探針在樣品表面輕輕掃過(guò)時(shí)，接觸產(chǎn)生的力量會(huì)使懸臂發(fā)生彎曲。這種彎曲的程度會(huì)被高度敏感的探測(cè)器捕捉并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，進(jìn)而描繪出樣品的表面形貌。

非接觸式成像模式：

非接觸式AFM則是利用了長(zhǎng)程的相互作用力，如范德華力和靜電力。在這種模式下，探針尖D始終保持在樣品表面的上方振動(dòng)，并不與樣品直接接觸。探測(cè)器通過(guò)檢測(cè)這種非接觸性的相互作用力來(lái)獲取樣品的表面信息。這種模式的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它對(duì)樣品的損傷較小，但可能需要使用較堅(jiān)硬的懸臂來(lái)防止意外接觸。

輕敲式成像模式：

輕敲式AFM則結(jié)合了接觸式和非接觸式的特點(diǎn)。在這種模式下，微懸臂在其共振頻率附近做受迫振動(dòng)，使得振蕩的針尖間斷性地與樣品表面接觸。當(dāng)針尖與樣品不接觸時(shí)，微懸臂以*大振幅自由振蕩；當(dāng)針尖與樣品表面接觸時(shí)，由于空間阻礙作用，微懸臂的振幅會(huì)減小。通過(guò)反饋系統(tǒng)控制微懸臂的振幅恒定，針尖就能跟隨表面的起伏上下移動(dòng)，從而獲取樣品的形貌信息。輕敲式成像模式既能減少對(duì)樣品的損傷，又能保持較高的成像精度。

總的來(lái)說(shuō)，AFM的三種成像模式各有其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，科研人員可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇合適的成像模式。