TappingModes 表面形状①：タッピングモード
更新日：2026/3/12
TappingMode は，大気中および液中の双方で最も広く用いられている AFM イメージングモードであり，同時に，電気力顕微鏡（EFM）や磁気力顕微鏡（MFM）といった派生する多くの表面特性モードの基礎となっている。TappingMode の開発により，contact mode での測定時に生じる水平方向の力に耐えられないような脆弱な試料のイメージングも可能となり，さらに contact mode では困難であった超高速なイメージングも実現可能している。
TappingMode は Bruker の特許技術であり，探針を試料表面に対して軽くタップ（間欠的に接触）することで表面形状像を取得する。その際，AFM カンチレバーはその共振周波数付近で振動し，その振幅は通常，数 nm から数十 nm である。測定において，試料表面の凹凸や物性に応じてカンチレバーの振動振幅が変化する。この変化を検出して Z 方向のフィードバックループに用い，振幅変化を最小に保ちつつ走査することで正確な表面形状像を取得する。位相イメージングを行う場合には，位相信号も同時に取得する（詳細は Phase Imaging の項を参照）。
TappingMode は，材料科学および生命科学分野における表面の形状評価に広く用いられている。大気中・液中のいずれの環境にも適用可能であり，探針や試料に損傷を与えることなく，多くの試料を測定可能である点が特長である。この汎用性の高さから，TappingMode は数多くの学術論文で採用されている。また，高帯域カンチレバーと組み合わせることで，高速イメージング手法としても利用可能である。
Height images of (from left) epitaxial Si, 100 nm polystyrene spheres, diatom in marine gel, and atomic step terraces. Scan sizes (X): 1 μm, 6 μm, 5 μm, 5 μm.
| Environments: air, liquids, glovebox Recommended probes: TESPA‑V2, RTESPA‑300, OTESPA‑R4, SNL‑C, DNP‑C Related modes: PhaseImaging, EFM, MFM, and others |
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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