4.2.2 磁力显微镜（MFM）和静电力显微镜（EFM）
在原子力显微镜（AFM）中，接触模式和轻敲模式都是利用探针和样品之间的短程（～Å）力进行成像的，在这种情况下，样品和探针之间的长程力（如磁力和静电力）往往不能被测量。抬起模式提供了一种测量长程力的工作模式，可以排除样品表面形貌的影响，而得到样品的一些其他信息。磁力显微镜及静电力显微镜的工作原理相似，其工作模式都属于抬起模式的原子力显微镜。
抬起模式的原理如下：
1. 在样品表面扫描，得到样品的表面形貌信息，这个过程与在轻敲模式中成像一样；
2. 探针回到当前行扫描的开始点，增加探针与样品之间的距离（即抬起一定的高度），根据第一次扫描得到的样品形貌，始终保持探针与样品之间的距离，进行第二次扫描。在这个阶段，可以通过探针悬臂振动的振幅和相位的变化，得到相应的长程力的图像；
3. 在抬起模式中，必须根据所要测量的力的性质选择相应的探针。
图11 MFM
抬起模式：
1.第一次扫描（A→B）；
2.返回到当行的开始点（B→A）；
3.抬起一定高度（A→C）；
4.保持抬起高度，沿样品表面在第二次扫描（C→D）；
磁力显微镜和静电力显微镜采用的都是原子力显微镜的抬起模式。在抬起模式中，用户可以选择表面有磁性物质覆盖的微悬臂探针。当磁性针尖在磁场中扫描时，磁场引起悬臂振动的振幅或相位发生变化，从而可以获得反映样品表面磁性性质的扫描结果，形成磁力图。与磁力显微镜相似，用户可以在抬起模式中，选择表面有导电覆盖层的微悬臂探针，获得反映样品表面静电力性质的扫描结果，形成静电力图。
4.2.3 弹道电子发射显微镜（BEEM）
按照STM的工作原理当探针与样品的距离非常近时，由于探针的电势场高于样品，探针会向样品发射电子，这些隧道电子进入样品到达界面时，虽然大部分电子的能量由于被衰减而被样品势垒反弹回来，但是仍有少量能量较高的分子能够穿透界面到达下层材料，这些穿透过界面的分子成为弹道分子。由于弹道分子在穿过界面时携带了许多有关界面的信息，因此BEEM为界面的研究提供了有价值的数据。
4.2.4 光子扫描隧道显微镜（PSTM）
光于扫描隧道显微镜(PSTM)是用光学探针探测样品表面附近被内全反射所激励的瞬衰场，从而获得表面结构信息。其分辨率远小于入射光的半波长。PSTM的原现和工作方式在许多方面和STM相似。STM利用电子隧道效应，而PSTM则是利用光子隧道效应。当界面两边物质的折射率满足一定条件时，一束内全反射光会导致界面的另一侧产生一个瞬衰场。其强度随离界面的距离成指数关系。将一光学探针调节到样品表面的略衰场内，入射光的一些光子会穿过界面和光学探针之间的势垒，即产生光子隧道效应。产生的光子经过光导纤维传到光电倍增管并转换成电信号。至此以后，PSTM的工作情况与STM相同。
五、总结
人类对自然的探索从未停止过，对于未知微观世界的研究亦是如此。显微镜的发明为人类进军微观世界创造了可能性，而扫描隧道显微镜的发明吹响了人类进军纳米尺度的号角。我们关于微观世界的知识还是非常有限的，然而相信在不久的将来，随着人类知识水平的提高以及科学技术的发展，一定会出现更加先进而巧妙的微观显微镜，用以造福全人类。
参考文献
1,白春礼,《扫描隧道显微术及其应用》. 上海:上海科学技术出版社,1992
2,王海迁,《原子尺度下的世界》. 中国科学技术大学出版社,2006
3,Binnig, G. and Rohrer, H., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1987,26,606
4,白春礼,《原子和分子的观察与操纵》. 长沙:湖南教育出版社,1994
