电子显微镜，以投射或反射的方式成像，最高分辨率可达 5nm。 但同样只能获得样品表面的二维信息。

　　1986年，Binning，Quate 和 Cerber 发明了第一台原子力显微镜 (atomic force microscope，AFM)。AFM可以用于观察物质表面总电 子密度的形貌，弥补了扫描隧道显微镜(STM)不能观测非导电样品的 缺陷。同时，AFM超越了光和电子波长对显微镜分辨率的限制，可 在三维立体上观察物质的形貌和尺寸，并能获得探针与样品相互作

　　原子力显微镜与前面的两种显微镜相比有明显不同， 它用一个微小的样品探针来“摸索”微观世界。在立体三 维上观察物质的形貌。并能获得探针与样品相互作用的信 息。典型AFM的侧向分辨率（x，y方向）可达到2nm，垂 直分辨率（z方向）小于。

　　它是用微小的探针“摸索”样品表面来获得信息。当 针尖接近样品时，针尖受到力的作用使悬臂发生偏转或振 幅改变。悬臂的这种变化经检测系统检测后转变成电信号 传递给反馈系统和成像系统，记录扫描过程中的一系列探 针变化就可以获得表面的信息图像。仪器包括检测系统， 扫描系统和反馈系统。(如图1）

　　原子力显微镜与前面的两种显微镜相比有明显不同，它用一个微小的样品探针来“摸索”微观世界。

　　淀粉是多糖家族中重要的一员，主要来源于谷类和薯类植物，是由葡萄糖残基通过糖苷键连接起来的多羟基化合物，有直链和支链(枝 权状)两种分子，分别称为直链淀粉和支链淀粉。 升降式（lift mode） Krok等认为这些突起是内部结晶的支淀粉侧链簇因水的作用而渗出到表面产生的。 4）近表面结构的研究。 原子力显微技术及其在多糖中的应用

　　AFM可以用于观察物质表面总电子密度的形貌，弥补了扫描隧道显微镜(STM)不能观测非导电样品的缺陷。

　　悬臂的这种变化经检测系统检测后转变成电信号传递给反馈系统和成像系统，记录扫描过程中的一系列探针变化就可以获得表面的信

　　虫草多糖分子链呈分枝结构，而且互相缠绕，链之间通过糖单元不同的连接方式衍生出许多大大小小的环，尺寸在50-240nm范围，单 链的厚度为nm，长度为几个μm，宽度为20-40nm。 在此模式中，针尖与样品表面进行“软接触”。

　　2、多糖分子结构的AFM研究 3）AFM象素影响。 每幅图像取512×512数据点计算，扫描1µm× 1µm尺寸图像得到步宽为2nm（ 1µm/512），高质量针尖可以提供1～2nm的分辨率。

　　悬臂的偏转或振幅改变可以通过多种方式检测，包括：光 衍射法、光干涉法、隧道电流法、电容检测法等。目前AFM系 统中常用的是激光反射检测系统，简单灵敏。此系统由探针、 激光发生器和光检测器组成。

　　1）探针（AFM检测器的关键部分）。 由悬臂和悬臂末端的针尖组成 2）光检测器

　　在此模式中，针尖与样品表面进行“软接触”。当 探针逐渐靠近样品时，探针表面原子与样品表面原子先 相互吸引，一直到原子间电子云相互静电排斥。这种静 电排斥随探针与样品表面原子的进一步靠近，逐渐抵消 原子间的吸引力。当原子间距离小于1nm，约为化学键 长时，范德华力为0。

　　在力学曲线个区域,从ⅰ开始,这是探针和样品相距较远,它 们之间没有什么作用力,悬臂也不会发生偏转;ⅱ当探针与样品进一步 靠近,它们之间出现相互引力和斥力,从而导致悬臂发生偏转,这时斥力 相互作用越来越明显;ⅲ当探针和样品接触时,悬臂偏转更加明显,作用 力呈线性增加; ⅳ当达到最大偏转时,探针不再前进,开始回缩,此时受 到黏滞力为主的各种力的作用,延缓了样品和探针的分离,ⅴ最后探针 移动到其与样品的距离足以使悬臂的偏转重新为0的位置.

　　当合力为正值时（排斥），原子相互接触。由于在接 触区域范德华力曲线斜率很高，范德华斥力几乎抵消了使 探针进一步靠近样品表面原子的推力。当探针弹性系数很 小时，悬臂发生弯曲，通过检测这种弯曲就可以进行样品 形貌观察。假如设计很大弹性系数的硬探针给样品表面施 加很大的作用力，探针就会使样品表面产生形变或破坏样 品表面，这时就可以得到样品力学信息对样品表面进行修 饰。

　　除范德华力外，在接触式AFM中还经常遇到两种力： 毛细作用力和探针悬臂弹簧弹力。

　　探针以特定的频率在样品表面附近振动。探针和样品表面距离 在几纳米到数十纳米之间，这一距离范围在范德华力曲线上位于非接 触区域。此时探针和样品表面所受到的总力很小。通常在10-12N左 右。在非接触式AFM中，探针以接近于其自身共振频率的频率(一般 为100KHz~400KHz)及几纳米到数十纳米的振幅振动。当探针接近 样品表面时，探针共振频率或振幅发生变化。检测器检测到这种变化 后，把信号传递给反馈系统，然后反馈回路通过移动扫描器来保持探 针共振频率或振幅恒定，进而使探针与样品表面平均距离恒定。计算 机通过记录扫描器的移动获得样品表面形貌图。

　　与非接触式AFM比较相似，当它比非接触式AFM 有更近的样品与针尖距离。和非接触式AFM一样，它 是以一种恒定的驱动力使探针悬臂以一定的频率振动 （一般为几百千赫），振动的振幅可以通过检测系统 检测。当针尖刚接触到样品时，悬臂振幅会减小到某 一数值。在扫面样品的过程中，反馈回路维持悬臂振 幅在这一数值。当针尖扫描到样品突出区域时，悬臂 共振受到阻碍变大，振幅减小；反之，当针尖扫描到 样品凹陷区域时，悬臂共振受到阻碍变小，振幅增大。