Instrumentstrukturkarakteristika for atomkraftmikroskop
I et atomic force microscope (AFM) system er kraften, der skal detekteres, van der Waals-kraften mellem atomer. Derfor, i dette system, bruges en lille cantilever til at detektere variationen af kraft mellem atomer. Cantilevers er normalt fremstillet af en silicium- eller siliciumnitridwafer, typisk 100-500 μm lang og ca. 500 nm-5 μm tyk. Der er en skarp spids øverst på cantileveren, som bruges til at detektere interaktionskraften mellem prøven og spidsen. Den lille cantilever har visse specifikationer, såsom: længde, bredde, elasticitetsmodul og spidsform, og disse specifikationer er valgt i henhold til prøvens egenskaber og forskellige driftstilstande, og forskellige typer prober vælges.
positionsdetekteringsdel
I atomic force microscope (AFM) systemet, når der er interaktion mellem nålespidsen og prøven, vil cantilever cantilever svinge. Når laseren bestråles på enden af mikro-cantileveren, vil positionen af det reflekterede lys også blive ændret på grund af svingningen af cantileveren. ændret, hvilket resulterer i en forskydning. I hele systemet er laserpunktpositionsdetektoren afhængig af at registrere offset og konvertere det til et elektrisk signal til signalbehandling af SPM-controlleren.
feedback system
I atomic force microscope (AFM) systemet, efter at signalet er optaget gennem laserdetektoren, vil signalet blive brugt som et feedbacksignal i feedbacksystemet, som et internt justeringssignal og driver scanningen, som normalt laves. af et piezoelektrisk keramisk rør. Foretag passende bevægelser af enheden for at holde prøven og nålespidsen for at opretholde en vis kraft.
Sammenfatte
AFM-systemet bruger en scanner lavet af piezoelektriske keramiske rør til præcist at kontrollere små scanningsbevægelser. Piezoelektrisk keramik er materialer med særlige egenskaber. Når en spænding påføres de to symmetriske ender af piezoelektrisk keramik, vil piezoelektrisk keramik forlænges eller forkortes i en bestemt retning. Længden af forlængelse eller afkortning er lineær med størrelsen af den påførte spænding. Det vil sige, at den lille udvidelse og sammentrækning af piezoelektrisk keramik kan styres ved at ændre spændingen. Normalt er tre piezoelektriske keramiske blokke, der repræsenterer X-, Y- og Z-retningerne, dannet i form af et stativ, og formålet med at drive sonden til at scanne på prøveoverfladen opnås ved at kontrollere udvidelsen og sammentrækningen af X og Y. retninger; ved at styre ekspansionen og kontraktionen af det piezoelektriske keramik i Z-retningen For at opnå formålet med at kontrollere afstanden mellem sonden og prøven.
Atomic force microscope (AFM) kombinerer de ovennævnte tre dele for at præsentere prøvens overfladekarakteristika: i atomic force microscope (AFM) systemet bruges en lille cantilever til at fornemme interaktionen mellem spidsen og prøven. Denne kraft vil få mikro-cantileveren til at svinge, og brug derefter laseren til at bestråle lyset på enden af cantileveren. Når gyngen dannes, vil positionen af det reflekterede lys ændre sig og forårsage en forskydning. På dette tidspunkt vil laserdetektoren registrere forskydningen. Signalet på dette tidspunkt vil også blive sendt til feedbacksystemet for at gøre det lettere for systemet at foretage passende justeringer, og endelig vil prøvens overfladekarakteristik blive præsenteret i form af billeder.
