Arbeidsprinsippet og anvendelser av atomkraftmikroskoper
1, Grunnleggende prinsipper
Atomkraftmikroskopi bruker interaksjonskraften (atomkraften) mellom overflaten av en prøve og spissen av en fin sonde for å måle overflatemorfologien.
Probespissen er på en liten fleksibel cantilever, og interaksjonen som genereres når sonden kommer i kontakt med prøveoverflaten, oppdages i form av cantilever-avbøyning. Avstanden mellom prøveoverflaten og sonden er mindre enn 3-4nm, og kraften som detekteres mellom dem er mindre enn 10-8N. Lyset fra laserdioden er fokusert på baksiden av utkrageren. Når utkrageren bøyer seg under påvirkning av kraft, avledes det reflekterte lyset, og en posisjonssensitiv fotodetektor brukes til å avlede vinkelen. Deretter blir de innsamlede dataene behandlet av en datamaskin for å oppnå et tredimensjonalt bilde av prøveoverflaten.
En komplett cantilever-sonde plasseres på overflaten av prøven kontrollert av en piezoelektrisk skanner og skannes i tre retninger med en trinnbredde på 0,1 nm eller mindre i horisontal nøyaktighet. Vanligvis, når du skanner prøveoverflaten i detalj (XY-aksen), forblir Z--aksen kontrollert av forskyvningstilbakemeldingen til utkragingen fast og uendret. Z--akseverdiene som gir tilbakemelding på skanneresponsen, legges inn i datamaskinen for behandling, noe som resulterer i et observasjonsbilde (3D-bilde) av prøveoverflaten.
Kjennetegn ved atomkraftmikroskopi
1. Den høye-oppløsningsevnen overgår langt evnen til skanneelektronmikroskoper (SEM) og optiske ruhetsmålere. De tre-dimensjonale dataene på overflaten av prøven oppfyller de stadig mer mikroskopiske kravene til forskning, produksjon og kvalitetsinspeksjon.
2. Ikke-destruktiv, interaksjonskraften mellom sonden og prøveoverflaten er under 10-8N, som er mye lavere enn trykket til tradisjonelle pekepennruhetsmålere. Derfor vil det ikke skade prøven, og det er ingen elektronstråleskadeproblem ved skanning av elektronmikroskopi. I tillegg krever skanningselektronmikroskopi beleggbehandling på ikke-ledende prøver, mens atomkraftmikroskopi ikke gjør det.
3. Den har et bredt spekter av bruksområder og kan brukes til overflateobservasjon, størrelsesmåling, overflateruhetsmåling, partikkelstørrelsesanalyse, statistisk prosessering av fremspring og groper, evaluering av filmdannelsesforhold, størrelsestrinnmåling av beskyttende lag, flathetsevaluering av mellomlagsisolasjonsfilmer, VCD-beleggevaluering av friksjonsfilmer, evalueringsprosessanalyse av friksjonsfilmer, vurdering av defektfilmer, etc.
4. Programvaren har sterke prosesseringsmuligheter, og dens 3D-bildevisningsstørrelse, visningsvinkel, skjermfarge og glans kan stilles inn fritt. Og nettverk, konturlinjer og linjevisninger kan velges. Makrohåndtering av bildebehandling, analyse av-tverrsnittsform og ruhet, morfologianalyse og andre funksjoner.
