原子力顯微鏡是一種具有原子級(jí)別高分辨率的新型表面分析儀器，它不但能像掃描隧道顯微鏡那樣觀(guān)察導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料的表面現(xiàn)象，而且能用來(lái)觀(guān)察諸如玻璃、陶瓷等非導(dǎo)體表面的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，它還可以在氣體、水和油中無(wú)損傷地直接觀(guān)察物體，大大地拓展了顯微技術(shù)在生命科學(xué)、物理、化學(xué)、材料科學(xué)和表面科學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　原子力顯微鏡針尖和樣品之間的力F與微懸臂的形變?chǔ)之間遵循胡克定律F=kΔz，其中，k為微懸臂的力常數(shù)。測(cè)定微懸臂形變量的大小，就可以獲得針尖與樣品之間作用力的大小。針尖與樣品之間的作用力與距離有著強(qiáng)烈的依賴(lài)關(guān)系，所以在掃描過(guò)程中利用反饋回路保持針尖和樣品之間的作用力恒定，即保持微懸臂的形變量不變，針尖就會(huì)隨表面的起伏上下移動(dòng)。記錄針尖上下運(yùn)動(dòng)的軌跡即可得到樣品表面形貌的信息。這種檢測(cè)方式被稱(chēng)為“恒力”模式，是原子力顯微鏡使用Z廣泛的掃描方式。
　　圖像也可以使用“恒高”模式來(lái)獲得，也就是在x、y掃描過(guò)程中，不使用反饋回路，保持針尖與參考水平面之間的距離恒定，檢測(cè)器直接測(cè)量微懸臂z方向的形變量來(lái)成像。這種方式由于不使用反饋回路，可以采用更高的掃描速度，通常在觀(guān)察原子、分子像時(shí)用得比較多，而對(duì)于表面起伏較大的樣品不適合。
　　對(duì)于原子力顯微鏡，通用的工作模式有接觸和敲擊式。在敲擊模式中，一種恒定的驅(qū)使力使探針懸臂以一定的頻率振動(dòng)。當(dāng)針尖剛接觸樣品時(shí)，懸臂振幅會(huì)減少到某一數(shù)值。在掃描過(guò)程中，反饋回路維持懸臂振幅在這一數(shù)值恒定，亦即作用在樣品上的力恒定，通過(guò)記錄壓電陶瓷管的移動(dòng)得到樣品表面形貌圖。對(duì)于接觸模式，由于探針和樣品間的相互作用力會(huì)引起微懸臂發(fā)生形變，也就是說(shuō)微懸臂的形變作為樣品和針尖相互作用力的直接度量。同上述輕敲式，反饋系統(tǒng)保持針尖-樣品作用力恒定從而得到表面形貌圖。
　　希望上述內(nèi)容能夠幫助大家更好的了解本顯微鏡。