Charakteristiky štruktúry prístroja mikroskopu atómových síl
V systéme mikroskopu atómovej sily (AFM) je sila, ktorá sa má detegovať, van der Waalsova sila medzi atómami. Preto sa v tomto systéme na detekciu zmeny sily medzi atómami používa malá konzola. Konzoly sú zvyčajne vyrobené z kremíka alebo nitridu kremíka s dĺžkou 100–500 μm a hrúbkou približne 500 nm–5 μm. V hornej časti konzoly je ostrý hrot, ktorý sa používa na detekciu interakčnej sily medzi vzorkou a hrotom. Drobná konzola má určité špecifikácie, ako sú: dĺžka, šírka, modul pružnosti a tvar hrotu a tieto špecifikácie sa vyberajú podľa charakteristík vzorky a rôznych prevádzkových režimov a vyberajú sa rôzne typy sond.
časť detekcie polohy
V systéme mikroskopu atómovej sily (AFM), keď dôjde k interakcii medzi špičkou ihly a vzorkou, konzola sa bude kývať. Keď je laser ožiarený na konci mikrokonzoly, zmení sa aj poloha odrazeného svetla v dôsledku výkyvu konzoly. zmenené, čo má za následok posun. V celom systéme sa spolieha na laserový bodový detektor polohy, ktorý zaznamená ofset a prevedie ho na elektrický signál na spracovanie signálu regulátorom SPM.
systém spätnej väzby
V systéme mikroskopu atómovej sily (AFM) sa po prijatí signálu cez laserový detektor signál použije ako spätnoväzbový signál v systéme spätnej väzby, ako interný nastavovací signál a poháňa skenovanie, ktoré sa zvyčajne vykonáva. piezoelektrickej keramickej trubice. Urobte primeraný pohyb zariadenia, aby ste udržali vzorku a hrot ihly, aby ste udržali určitú silu.
Zhrnúť
Systém AFM využíva skener vyrobený z piezoelektrických keramických trubíc na presné ovládanie drobných skenovacích pohybov. Piezoelektrická keramika sú materiály so zvláštnymi vlastnosťami. Keď sa na dva symetrické konce piezoelektrickej keramiky privedie napätie, piezoelektrická keramika sa predĺži alebo skráti v určitom smere. Dĺžka predĺženia alebo skrátenia je lineárna s veľkosťou použitého napätia. To znamená, že drobná expanzia a kontrakcia piezoelektrickej keramiky môže byť riadená zmenou napätia. Zvyčajne sú tri piezoelektrické keramické bloky reprezentujúce smery X, Y a Z sformované do tvaru statívu a účel poháňania sondy pri skenovaní na povrchu vzorky sa dosahuje riadením expanzie a kontrakcie X a Y. inštrukcie; riadením expanzie a kontrakcie piezoelektrickej keramiky v smere Z Na dosiahnutie účelu kontroly vzdialenosti medzi sondou a vzorkou.
Mikroskop atómovej sily (AFM) kombinuje vyššie uvedené tri časti, aby prezentoval povrchové charakteristiky vzorky: v systéme mikroskopu atómovej sily (AFM) sa na snímanie interakcie medzi špičkou a vzorkou používa malá konzola. spôsobiť rozkývanie mikrokonzoly a potom pomocou lasera ožarovať svetlo na konci konzoly. Keď sa vytvorí výkyv, zmení sa poloha odrazeného svetla a spôsobí posun. V tomto čase laserový detektor zaznamená posun. Signál v tomto čase bude tiež odoslaný do systému spätnej väzby, aby sa systému uľahčilo vykonanie vhodných úprav, a nakoniec sa povrchové charakteristiky vzorky prezentujú vo forme obrázkov.
