Instrumentstrukturkarakteristikker for atomkraftmikroskop
I et atomkraftmikroskopsystem (AFM) er kraften som skal oppdages van der Waals-kraften mellom atomer. Derfor, i dette systemet, brukes en liten utkrager for å oppdage kraftvariasjonen mellom atomer. Cantilevers er vanligvis laget av en silisium- eller silisiumnitridplate, typisk 100–500 μm lang og omtrent 500 nm–5 μm tykk. Det er en skarp spiss på toppen av utkrageren, som brukes til å detektere interaksjonskraften mellom prøven og spissen. Den lille utkragingen har visse spesifikasjoner, for eksempel: lengde, bredde, elastisitetsmodul og spissform, og disse spesifikasjonene er valgt i henhold til egenskapene til prøven og forskjellige driftsmoduser, og forskjellige typer prober velges.
posisjonsdeteksjonsdel
I atomkraftmikroskopsystemet (AFM), når det er interaksjon mellom nålespissen og prøven, vil utkragingen svinge. Når laseren bestråles på enden av mikro-cantileveren, vil posisjonen til det reflekterte lyset også endres på grunn av svingningen av cantileveren. endret, noe som resulterer i en forskyvning. I hele systemet er laserpunktposisjonsdetektoren avhengig av å registrere offset og konvertere det til et elektrisk signal for signalbehandling av SPM-kontrolleren.
tilbakemeldingssystem
I atomic force microscope (AFM) systemet, etter at signalet er tatt inn gjennom laserdetektoren, vil signalet bli brukt som et tilbakemeldingssignal i tilbakemeldingssystemet, som et internt justeringssignal, og driver skanningen, som vanligvis gjøres. av et piezoelektrisk keramisk rør. Gjør passende bevegelse av enheten for å beholde prøven og nålespissen for å opprettholde en viss kraft.
Oppsummer
AFM-systemet bruker en skanner laget av piezoelektriske keramiske rør for nøyaktig å kontrollere små skannebevegelser. Piezoelektrisk keramikk er materialer med særegne egenskaper. Når en spenning påføres de to symmetriske endene av piezoelektrisk keramikk, vil piezoelektrisk keramikk forlenges eller forkortes i en bestemt retning. Lengden på forlengelsen eller forkortningen er lineær med størrelsen på den påførte spenningen. Det vil si at den lille utvidelsen og sammentrekningen av piezoelektrisk keramikk kan kontrolleres ved å endre spenningen. Vanligvis er tre piezoelektriske keramiske blokker som representerer X-, Y- og Z-retningene formet i form av et stativ, og formålet med å drive sonden til å skanne på prøveoverflaten oppnås ved å kontrollere utvidelsen og sammentrekningen av X og Y veibeskrivelse; ved å kontrollere utvidelsen og sammentrekningen av den piezoelektriske keramikken i Z-retningen For å oppnå formålet med å kontrollere avstanden mellom sonden og prøven.
Atomkraftmikroskopet (AFM) kombinerer de tre delene ovenfor for å presentere overflatekarakteristikkene til prøven: I systemet med atomkraftmikroskop (AFM) brukes en liten utkrager for å føle interaksjonen mellom spissen og prøven. Denne kraften vil få mikro-cantileveren til å svinge, og bruk deretter laseren til å bestråle lyset på enden av cantileveren. Når husken dannes, vil posisjonen til det reflekterte lyset endres og forårsake en forskyvning. På dette tidspunktet vil laserdetektoren registrere forskyvningen. Signalet på dette tidspunktet vil også bli sendt til tilbakemeldingssystemet for å gjøre det lettere for systemet å gjøre passende justeringer, og til slutt vil overflatekarakteristikkene til prøven presenteres i form av bilder.
