afm试题及答案

afm试题及答案

一、单项选择题（共30题，每题1分）原子力显微镜（AFM）的核心工作原理基于以下哪种效应？（）A.光电效应B.扫描隧道效应C.范德华力D.电磁感应AFM与扫描隧道显微镜（STM）的主要区别在于（）A.成像原理不同B.无需真空环境C.可成像绝缘体D.分辨率更高AFM探针的关键作用是（）A.产生扫描信号B.与样品表面相互作用C.提供光源D.稳定样品位置以下哪种模式不属于AFM的基本扫描模式？（）A.接触模式B.轻敲模式C.共振模式D.非接触模式在接触模式AFM中，探针与样品表面的相互作用力主要是（）A.排斥力B.吸引力C.范德华力D.化学键力轻敲模式AFM相比接触模式的优势在于（）A.分辨率更高B.对软样品损伤更小C.扫描速度更快D.无需探针校准AFM的横向分辨率主要取决于（）A.探针尖端曲率半径B.扫描范围C.样品导电性D.激光功率样品制备时，对AFM成像质量影响最大的因素是（）A.样品尺寸B.表面平整度C.样品颜色D.样品重量以下哪种样品适合用AFM直接成像，无需特殊处理？（）A.粉末样品B.金属薄膜C.生物活体细胞D.半导体晶圆AFM的“原子级分辨率”指的是可分辨（）第1页共8页A.原子间的化学键B.单个原子的位置C.电子云分布D.晶格振动以下哪种现象是AFM在成像过程中需要避免的？（）A.探针与样品粘连B.激光信号稳定C.样品导电良好D.环境温度恒定AFM中，通过控制反馈系统维持的物理量是（）A.探针高度B.激光强度C.样品电压D.扫描频率非接触模式AFM主要利用的相互作用力是（）A.静电力B.磁力C.范德华力（排斥）D.摩擦力当AFM探针在样品表面扫描时，导致探针振动频率变化的因素是（）A.样品表面形貌B.激光波长C.环境湿度D.探针材质AFM的“力曲线”主要用于分析（）A.表面粗糙度B.样品力学性能C.电子态密度D.磁场分布以下哪种不是AFM的典型应用领域？（）A.纳米材料表征B.生物分子成像C.芯片电路检测D.基因测序液体环境下的AFM成像优势在于（）A.提高分辨率B.保护软样品C.加快扫描速度D.简化样品制备AFM的“相位成像”模式主要反映样品表面的（）A.高度差异B.力学性质差异C.电学性质差异D.光学反射率差异探针与样品之间的“吸引力”通常在以下哪种模式中出现？（）第2页共8页A.接触模式B.轻敲模式（非共振时）C.非接触模式D.静电力模式AFM中，“针尖增强拉曼光谱”（AFM-Raman）结合了AFM的优势和哪种技术？（）A.红外光谱B.拉曼光谱C.荧光光谱D.质谱影响AFM图像对比度的关键因素是（）A.样品导电性B.探针-样品相互作用力C.激光功率D.扫描范围以下哪种操作是AFM日常维护的必要步骤？（）A.定期更换激光管B.清洁探针C.校准样品尺寸D.调整环境湿度AFM的“横向力模式”（LFM）主要用于研究样品表面的（）A.磁畴结构B.力学性能差异C.表面电势分布D.原子排列在AFM成像中，“漂移”现象指的是（）A.样品或探针的位置随时间变化B.图像分辨率下降C.激光信号波动D.探针振动幅度增大以下哪种样品不适合用AFM成像？（）A.柔软的生物膜B.高导电的金属块C.多孔的陶瓷材料D.透明的玻璃片AFM的“力体积成像”（Force Volume）主要用于获取（）A.三维表面形貌B.样品表面的力-距离曲线C.电子能谱D.磁场分布“原子力显微镜”中“原子”一词的含义是（）A.可直接观察单个原子B.可达到原子级分辨率C.探针由原子构成D.基于原子间作用力第3页共8页轻敲模式中，探针的振动状态是（）A.固定频率振动B.自由振动C.受迫振动D.随机振动AFM与STM相比，最大的局限性在于（）A.分辨率低B.成像速度慢C.对样品导电性要求高D.设备成本高以下哪种参数用于描述AFM图像的质量？（）A.信噪比B.扫描速度C.探针长度D.样品厚度

二、多项选择题（共20题，每题2分）AFM的基本组成部分包括（）A.探针与微悬臂B.激光光源与探测器C.扫描系统D.反馈控制系统影响AFM图像分辨率的因素有（）A.探针尖端曲率半径B.扫描频率C.环境温度稳定性D.样品表面粗糙度AFM的工作模式主要有（）A.接触模式B.轻敲模式C.非接触模式D.静电力模式接触模式AFM的缺点包括（）A.对软样品损伤大B.易发生探针与样品粘连C.图像易受摩擦力干扰D.需高真空环境轻敲模式的优势在于（）A.对软样品友好B.减少探针磨损C.可在液体环境成像D.无需激光校准AFM在生物领域的应用包括（）A.细胞膜结构成像B.DNA分子观察C.蛋白质相互作用D.细胞内部成分分析第4页共8页AFM的“力-距离曲线”可用于测量（）A.原子间作用力B.表面能C.弹性模量D.磁性强度样品制备的常用方法有（）A.滴涂法B.溅射镀膜C.超声分散D.冷冻干燥AFM的主要技术特点包括（）A.原子级分辨率B.可在大气/液体环境成像C.可提供力学信息D.需高真空条件液体环境AFM的优势在于（）A.保护生物样品活性B.避免样品干燥损伤C.提高图像对比度D.简化样品预处理AFM的“多功能模式”包括（）A.力曲线模式B.横向力模式C.磁力模式D.力体积模式影响AFM图像漂移的因素有（）A.环境振动B.温度变化C.样品台稳定性D.探针材料AFM的“相位成像”可用于区分样品表面的（）A.化学组成差异B.力学性能差异C.电学性质差异D.表面形貌差异以下哪些是AFM的典型应用领域？（）A.纳米材料表征B.存储器件检测C.催化剂表面分析D.药物释放研究AFM探针的材料通常包括（）A.硅B.氮化硅C.金D.玻璃非接触模式AFM的工作特点是（）A.探针不接触样品B.主要利用范德华力C.对样品损伤小D.可在真空中成像第5页共8页AFM图像的后处理包括（）A.高度分析B.粗糙度计算C.三维重建D.力曲线拟合以下哪些属于AFM的“横向分辨率”影响因素？（）A.探针尖端形状B.扫描速度C.环境湿度D.样品导电性AFM与光学显微镜相比，优势在于（）A.无需染色B.原子级分辨率C.可在三维空间成像D.对样品无损伤“针尖增强拉曼”（AFM-Raman）技术结合了AFM的哪些能力？（）A.纳米尺度定位B.力学性能分析C.拉曼光谱检测D.荧光成像

三、判断题（共20题，每题1分）AFM只能在真空中工作（）接触模式AFM的横向分辨率高于轻敲模式（）AFM的探针与样品表面距离通常在纳米级（）轻敲模式中，探针振动频率会随样品表面形貌变化（）AFM可直接观察生物样品，无需任何预处理（）原子力显微镜的核心是利用原子间作用力成像（）力曲线模式可测量样品表面的力学性能（）AFM的分辨率与STM相同，均为原子级（）液体环境AFM可用于研究细胞在生理条件下的状态（）非接触模式AFM对软样品（如生物膜）损伤更大（）AFM的扫描范围越大，横向分辨率越高（）探针尖端曲率半径越小，AFM的分辨率越高（）AFM无法成像绝缘体样品（）相位成像可区分表面化学组成不同的区域（）第6页共8页AFM的“力体积”成像可获取三维形貌和力曲线（）扫描速度越快，AFM图像的采集时间越短，但可能导致图像模糊（）AFM的反馈系统用于控制探针高度，维持恒定相互作用力（）氮化硅探针比硅探针更适合成像柔软样品（）AFM的“横向力模式”可测量样品表面的摩擦力差异（）原子力显微镜的“原子级分辨率”指能看到单个原子（）

四、简答题（共2题，每题5分）简述AFM的基本工作原理比较接触模式与轻敲模式AFM的优缺点及适用场景参考答案

一、单项选择题（共30题，每题1分）C

2.C

3.B

4.C

5.B

6.B

7.A

8.B

9.B

10.BA

12.A

13.C

14.A

15.B

16.D

17.B

18.B

19.C

20.BB

22.B

23.B

24.A

25.D

26.B

27.B

28.C

29.A

30.A

二、多项选择题（共20题，每题2分）ABCD

2.ACD

3.ABCD

4.ABC

5.ABC

6.ABC

7.ABC

8.ACD

9.ABC

10.ABABCD

12.ABC

13.AB

14.ABCD

15.AB

16.AC

17.ABCD

18.AB

19.ABD

20.AC

三、判断题（共20题，每题1分）×（可在大气/液体环境工作）

2.×（轻敲模式分辨率更高或相当）

3.√

4.√

5.×（需适当预处理，如干燥、固定）第7页共8页√

7.√

8.×（STM对导电性要求高，AFM无此限制）

9.√

10.×（非接触模式对软样品损伤更小）×（扫描范围与分辨率无直接正相关，分辨率主要取决于探针和反馈系统）

12.√

13.×（可成像绝缘体）

14.√

15.√√

17.√

18.√

19.√

20.×（“原子级分辨率”指能分辨原子排列，非直接看到单个原子）

四、简答题（共2题，每题5分）AFM基本工作原理基于原子间作用力（范德华力、静电力等），通过微悬臂上的探针与样品表面相互作用，检测探针因力变化产生的偏转，经激光反射和光电转换，转化为样品表面的三维形貌或力学信息（5分）接触模式与轻敲模式比较接触模式优点是成像稳定、成本低；缺点是对软样品损伤大、易粘连探针适用于硬质样品（如金属、半导体）轻敲模式优点是对软样品友好、减少探针磨损；缺点是成像速度较慢、需探针校准适用于生物样品、高分子材料等软样品（5分）注选择题和判断题答案无需解析，简答题答案控制在150字以内，简洁明确第8页共8页。