附加的测量模式通常结合特殊的悬臂,可以测量除形貌外的样品特性。例如 磁力显微(MFM) 和几种 电学 AFM 模式. 其中一些模式取决于对磁场或电场的检测。这类测量的关键是将短程范德华力与长程电或磁力分开。一个提升机制可以探测较长程的电磁力,并使它们与已在地形成像中出现的短程范德华力中解离出来。 尖端在样品上方的高度通常是一个需要用户优化的参数,以便成功成像磁或电性能,通常在几个到几百纳米的范围内。这种提升可以在所谓的单道扫描、交错扫描和双道扫描线模式下完成。
单道法
在单道或恒定高度设定中,在开始进行长程相互作用的成像之前,表面坡度已由完成的地形图或线测得,然后在样品上方的固定高度处(补偿了平均坡度后的)扫描尖端。
双道法
与单道法不同的是交错扫描和双道成像模式(分别在下面的示意图中的左侧和右侧),可提供表面的地形信息和功能信号。在交错扫描模式下,前向扫描记录扫描线的地形,然后在后向扫描过程中将尖端提升到样品上方。在双道法中,地形测量在第一程向前和向后测量,在第二程的向前和向后移动中测量远程信号。双道扫描提供了更精确的地形和远程信号之间的相关性,而交错扫描模式则更快。
由于长程相互作用取决于针尖和样品之间的距离,当在高度变化较大的样品上以恒定的斜率移动时,会产生额外的相位对比。轮廓跟踪是CoreAFM 系列产品线上可用于交错扫描和双扫描成像模式的选项,它扫描样品上方的悬臂,保持分开距离恒定,如下图所示。对于非常平坦的样品,如硬盘或抛光钢,轮廓跟踪并不重要,而如果表面突出超过几十纳米,则可能变得至关重要,如 静电力显微 (EFM)示例里的100nm 高的高台。