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（STM）那樣觀察導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料的表面現(xiàn)象，而且能用來(lái)觀察諸如玻璃、陶瓷等非導(dǎo)體表面的微觀結(jié)構(gòu)，原子力顯微鏡還可以在氣體、水和油中無(wú)損傷地直接觀察物體，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。
原子力顯微鏡掃描樣品時(shí)，利用傳感器檢測(cè)這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級(jí)分辨率獲得表面結(jié)構(gòu)信息。它主要由帶針尖的微懸臂、微懸臂運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置、監(jiān)控其運(yùn)動(dòng)的反饋回路、使樣品進(jìn)行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計(jì)算機(jī)控制的圖像采集、顯示及處理系統(tǒng)組成。微懸臂運(yùn)動(dòng)可用如隧道電流檢測(cè)等電學(xué)方法或光束偏轉(zhuǎn)法、干涉法等光學(xué)方法檢測(cè)，當(dāng)針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時(shí)，檢測(cè)該斥力可獲得表面原子級(jí)分辨圖像，一般情況下分辨率也在納米級(jí)水平。原子力顯微鏡測(cè)量對(duì)樣品無(wú)特殊要求，可測(cè)量固體表面、吸附體系等。
原子力顯微鏡探測(cè)到的原子力的由哪兩種主要成分組成?
原子力顯微鏡探針與樣品表面原子之間存在多種作用力，其中包括范德瓦耳斯力、排斥力、靜電力、形變力、磁力、化學(xué)作用力等。原子力顯微鏡使用時(shí)，會(huì)消除出來(lái)范德瓦耳斯力以及排斥力之外作用力的影響;再加上，除了以上兩種力之外，其他力本身也相對(duì)較小。
因此，原子力顯微鏡探測(cè)到的原子力主要由范德瓦爾斯力以及排斥力組成。其中范德瓦耳斯力為吸引力，排斥力的本質(zhì)為原子電子云之間的相互作用，其本質(zhì)為一種量子效應(yīng)。
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