摩擦作为外差力显微镜中的对比度机制

在纳米尺度上对亚表面结构进行无损成像一直是科学界和工业界的长期愿望。迄今为止已发表了一些令人印象深刻的图像，通过将超声波与原子力显微镜 (Atomic Force Microscope) 相结合，证明了其总体可行性。在不同的激发方案中，外差力显微镜 (Heterodyne Force Microscopy) 似乎是最有希望的候选者，能够提供最高的对比度和分辨率。然而，其物理对比度机制尚不清楚，从而阻碍了对样品的任何定量分析。在此，我们表明样品内部材料边界处的摩擦是对比度形成的原因。这一结果是通过进行完整的定量分析获得的，其中我们将实验观察到的对比度与模拟和计算进行了比较。令人惊讶的是，我们可以排除所有其他普遍认为负责的机制，如瑞利散射 (Rayleigh scattering)、样品（粘）弹性、超声尖端运动的阻尼以及超声衰减。我们的解析描述为定量亚表面原子力显微镜 (SubSurface-AFM) 成像铺平了道路。