1.目的及意义

1.1选题的目的和意义

长久以来，人们都是采用光学仪器进行微观世界的观察与研究。从虎克发明的光学显微镜到1932年Ruska等以电子束为光源发明的透射电子显微镜(transmission electron microscope，TEM)，再到1942年英国制成世界上第一台以电子为光源的扫描电子显微镜(scanning electron microscope， SEM)。然而，TEM与SEM的发明并没有永久解决观察样品微观结构的问题。由于电子显微镜工作在高真空环境下，对于一些特殊的样品观察，TEM与SEM无能为力。例如活体细胞的观测，非真空环境下的样品观测以及样品表面三维结构的重构等。在这种情况下，需要从另外的角度对样品进行观测。近些年来，随着各种纳米材料和器件层出不穷，纳米科技的快速发展迫切需要对材料小尺度下的力学性能进行定量化测试与表征。具有高分辨和无损的原子力显微术(Atomic Force Microscopy，AFM)是从20世纪80年代发展起来的一种表面探测技术，其基本原理是利用带针尖的微悬臂探测针尖与样品间相互作用的大小和性质会随着针尖与样品间距离的变化而变化，从而可以获得样品的不同信息，以实现检测目的。作为材料微纳米尺度形貌、物理和化学等性能测试及成像的重要技术和平台，原子力显微镜在不同学科的前沿领域均得到了深入和广泛应用。在原子力显微镜众多应用模式中，以动态振幅调制(amplitude modulation，AM) 模式应用最为普遍，也常被称为轻敲模式。掌握双模态振幅调制原子力显微术的基本测试过程和成像参数优化对多相聚合物的组分成像及力学性能分析起着重大作用。

1.2国内外的研究现状

原子力显微镜从最初检测微悬臂静态偏转的静态模式发展到检测微悬臂探针振动的动态模式。静态模式中，原子力显微镜的基本原理是通过检测微悬臂探针跟随样品表面形貌起伏所发生的静态偏转进而获取样品形貌。但其扫描过程中由于探针与样品间的横向摩擦力造成对样品的损害。动态模式也称振幅调制模式有效抑制了扫描过程中探针与样品间的横向摩擦力，动态的探针包含有幅度、频率和相位等多种可用于表征材料表面性能的参数可用于软样品的成像，基于其衍生出的谐波成像模式，为实现样品形貌与表面物理性能同时成像提供了可能。近些年来，原子力显微镜朝着多频、高速和定量化方向发展。多模态振幅调制原子力显微术是原子力显微术中应用最广泛的模式之一，通过同时激励和检测探针的多个振动模态对样品进行测试或成像，可以获得更多的样品信息，其具有高分辨率、高灵敏度、定量化、无损及成像速度快等优势。也是目前基于原子力显微镜的纳米力学测试技术发展的主要方向之一。获取样品形貌的同时得到其表面力学性质便成为了原子力显微技术发展的重要方向和国内外相关领域研究的热点问题。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

1）查阅相关资料，熟悉试验标准，准备试验所需的材料，掌握原子力显微镜的操作流程；

2）将表面洁净样品使用专用双面胶粘贴至设备配备的圆形载物片上；

3）运用相关软件对实验样品进行成像，保留成像到指定文件夹；