原子力显微镜(AFM)的工作原理是什么？

回应者:匿名用户时间:2010-02-25哪里可以找到最好的生命科学学术交流论坛？& gt& gt& gt原子力显微镜(AFM)设计于1986。它主要是通过检测针尖与样品之间的原子间作用力来获得样品表面的微观信息，因此不要求样品具有导电性。AFM的工作原理是将对微弱力非常敏感的微悬臂梁一端固定，另一端安装探针。微悬臂梁的尖端轻轻接触样品表面，针尖尖端的原子与样品表面的原子之间微小的排斥力使微悬臂梁向上弯曲。通过在光学探测器上检测从微悬臂梁背面反射回来的激光光斑的位置变化，可以转化为力的变化，因为反射光斑的位置变化或者微悬臂梁的弯曲变化与力的变化成正比。微悬臂梁的弯曲是多种力相互作用的结果，其中最常见的是范德华力。针尖和样品表面之间的小距离会产生不同的范德华力。通过控制扫描过程中针尖的恒力，测量针尖的纵向位移，可以获得样品表面的微观信息。AFM有两种工作模式:恒力模式和恒高模式。在恒力模式下，通过精确控制扫描头随着样品表面形貌的变化在纵向上下移动，使作用在微悬臂梁上的力恒定，由扫描头的纵向移动值得到样品表面的形貌图像。在恒高模式下，扫描头的高度是固定的，样品的表面信息直接从微悬臂梁在空间的偏转信息中获得。SPM具有高分辨率、连续、动态检测各种环境(真空、气体和液体)下物体微观信息的特点，已迅速应用于生命科学研究。SPM最早用于研究生物大分子(DNA、蛋白质等)的结构和功能。)，并在该领域积累了丰富的数据。