Contact Mode 表面形状①：コンタクトモード
更新日：2026/3/10
Contact mode では，AFM 探針を試料表面上に『コンタクト』させた状態で，水平方向に走査する。その際，試料表面の凹凸に応じてカンチレバーは垂直方向にたわみ，その変位を追跡することで表面形状像 (トポグラフィー像) が再構成される。Contact mode は，最初の AFM 測定モードとして広く知られており，これに続く多くの測定モードの基礎となるイメージング技術である。
Contact mode における高さ制御には，試料表面への荷重（押し付け力）を設定した値に保つよう Z スキャナを上下動させるフィードバックループが採用されている。その際，Z スキャナの動き（または Z 位置センサの値）が記録され，トポグラフィー信号として用いられる。
Contact mode は，材料科学，生命科学，その他様々な領域の基盤研究において，表面形状測定や摩擦特性の評価に広く用いられている。一方で，鋭い探針を試料表面上で引きずるようにしてイメージングを行うため，柔らかな測定対象においては試料及び探針に損傷を与える可能性があり，使用には一定の制限がある。そのため，硬質ポリマー，セラミックス，金属，半導体材料といった比較的硬い材料の表面測定に適している。
Contct mode は動作原理から比較的高速なイメージングモードであると考えられており，原子・格子像観察を含む超高分解能イメージングから，広範囲の表面形状観察まで幅広く利用可能である。
(from left) Latex spheres, block copolymer, polypropylene, and endothelial cells. Scan sizes (X): 3 μm, 4 μm, 4 μm, 65 μm.
| Environments: air, liquids, glovebox Recommended probes: DNP‑A, DNP‑C, MLCT‑F, DNP‑D, RESPA‑20, RESPA‑10 Related modes: LFM, AFM‑nDMA, PFM, C‑AFM, and others |
| ＜＜第2回 イントロダクション | 第4回 表面形状① タッピングモード ＞＞ |
AFMモード 解説シリーズ
今後も順次コンテンツを追加してまいります。ぜひ御覧ください！
Morphology Modes（形状観察モード）
- Contact Mode（コンタクトモード）
- Tapping Mode（タッピングモード）
- PeakForce Tapping（PeakForceタッピング）
- Scanning Tunneling Microscopy（STM / 走査トンネル顕微鏡）
- Phase Imaging（位相イメージング）
- Torsional Resonance Mode（TR-Mode / ねじり共振モード）
Electromagnetic Modes（電気・磁気特性モード）
- Conductive AFM （C-AFM / 導電性AFM）
- Tunneling AFM（TUNA / トンネル電流AFM）
- PeakForce TUNA（PeakForce TUNA）
- Torsional Resonance TUNA（TR‑TUNA / ねじり共振TUNA）
- Photoconductive AFM（pcAFM / 光導電AFM）
- Scanning Capacitance Microscopy（SCM / 走査容量顕微鏡）
- Scanning Spreading Resistance Microscopy（SSRM / 走査拡がり抵抗顕微鏡）
- Scanning Microwave Impedance Microscopy（sMIM / 走査マイクロ波インピーダンス顕微鏡）
- PeakForce sMIM（PeakForce マイクロ波インピーダンス）
- Piezoresponse Force Microscopy （PFM / 圧電応答力顕微鏡）
- Switching Spectroscopy PFM （SS‑PFM / スイッチング分光PFM）
- Magnetic Force Microscopy （MFM / 磁気力顕微鏡）
- PeakForce MFM（PeakForce磁気力顕微鏡）
- Torsional Resonance MFM （TR‑MFM / ねじり共振MFM）
- Electric Force Microscopy （EFM / 電気力顕微鏡）
- PeakForce EFM（PeakForce電気力顕微鏡）
- AM‑KPFM（振幅変調ケルビンプローブ力顕微鏡）
- FM‑KPFM（周波数変調ケルビンプローブ力顕微鏡）
- HV‑KPFM（高電圧ケルビンプローブ力顕微鏡）
- PeakForce KPFM（PeakForceケルビンプローブ）
キーワード:
AFM, Contact Mode, Tapping Mode, PeakForce Tapping, TR Mode, 表面形状, 形状観察, AFM測定
キーワード:
C‑AFM, TUNA, sMIM, PFM, MFM, KPFM, 導電性測定, 電気特性, 磁気特性, ナノ物性