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 原子力显微镜探针的工作模式都有哪些？

原子力显微镜探针是一种分析仪器，可用于研究固体材料（包括绝缘体）的外层结构。它通过检测待测展示物外层和微力传感元件当中微弱的原子间相互作用来研究材料的外层结构和财产。根据探针与展示物外层相互作用力的变化，AFM有三种主要工作系统：碰达系统、非碰达系统和轻敲系统。

碰达系统：原子力显微镜探针直接的成像系统。在整个扫描成像过程中，探针端始终与展示物外层保持碰达，相互作用力为排斥力。在扫描过程中，悬臂施加在针头上的力可能会损坏展示物的外层结构，因此力的范围为10-10～10-6N。如果展示物外层柔软且不能承受这种力，则碰达系统不适合对展示物外层成像。

非碰达系统：当非碰达系统检测到展示物外层时，悬臂在展示物外层上方5~10nm的距离处振荡。展示物和针头当中的相互作用由范德华力控制，通常为10-12N。展示物不会损坏，针头也不会受到污染。它特别适用于研究软物体的外层。缺点是在环境温度大气中实现该模型非常困难。因为空气中的水不可避免地会积聚在展示物的外层上，它会在展示物和针头当中建立一个小的毛细管桥，将针头和外层吸在一起，从而增加针头对外层的压力。

轻敲系统：轻敲系统是碰达系统和非碰达系统的混合概念。悬臂以其共振频率在展示物外层上方振荡，针头仅周期性地短暂碰达/撞击展示物外层。这意味着当针头碰达展示物时产生的横向力显著减小。因此，在测试软展示物时，AFM轻敲系统是佳选择之一。一旦AFM开始对展示物进行成像和扫描，该设备将立即将相关数据输入系统，例如外层粗糙度、平均高度、峰谷当中的大距离等，用于物体外层分析。同时，AFM还可以测量力，测量悬臂的弯曲程度，以确定端和展示物当中的力。

粉末展示物的制备：粉末展示物制备的常用方法是胶带法。首先在展示物底座上粘贴双面胶带，然后将粉末铺在胶带上，并吹掉胶带上多余的粉末。大块展示物的制备：玻璃、陶瓷和晶体等固体展示物需要抛光。注意固体展示物的外层粗糙度。液体展示物的制备：液体展示物的浓度不能太高，否则颗粒团会损坏针头。（纳米颗粒：纳米颗粒分散在溶剂中，越薄越好，然后涂覆在云母或硅片上，手动滴涂或用旋涂机旋涂，然后自然干燥）。