Характеристика будови приладу атомно-силового мікроскопа
У системі атомно-силового мікроскопа (АСМ) силою, яку потрібно виявити, є сила Ван-дер-Ваальса між атомами. Тому в цій системі крихітний кантилевер використовується для визначення зміни сили між атомами. Кантилевери зазвичай виготовляються з пластин кремнію або нітриду кремнію довжиною 100–500 мкм і товщиною приблизно 500 нм–5 мкм. У верхній частині кантилевера є гострий наконечник, який використовується для визначення сили взаємодії між зразком і наконечником. Маленький кантилевер має певні характеристики, такі як: довжина, ширина, модуль пружності та форма наконечника, і ці характеристики вибираються відповідно до характеристик зразка та різних режимів роботи, а також вибираються різні типи зондів.
частина визначення положення
У системі атомно-силового мікроскопа (АСМ), коли відбувається взаємодія між кінчиком голки та зразком, кантилевер коливається. Коли лазер випромінює кінець мікрокантилевера, положення відбитого світла також буде змінено через коливання кантилевера. змінено, що призводить до зміщення. У всій системі лазерний точковий детектор положення покладається на запис зсуву та перетворення його в електричний сигнал для обробки сигналу контролером SPM.
система зворотного зв'язку
У системі атомно-силового мікроскопа (АСМ) після того, як сигнал проходить через лазерний детектор, сигнал буде використовуватися як сигнал зворотного зв’язку в системі зворотного зв’язку, як внутрішній сигнал налаштування, і керує скануванням, яке зазвичай виконується п'єзоелектричної керамічної трубки. Зробіть відповідний рух пристрою, щоб утримувати зразок, і кінчик голки, щоб зберегти певну силу.
Підведіть підсумки
Система AFM використовує сканер із п’єзоелектричних керамічних трубок для точного керування крихітними рухами сканування. П'єзоелектрична кераміка - це матеріали з особливими властивостями. Коли напруга прикладається до двох симетричних кінців п’єзоелектричної кераміки, п’єзоелектрична кераміка подовжується або вкорочується в певному напрямку. Довжина подовження або вкорочення лінійно залежить від величини прикладеної напруги. Тобто крихітним розширенням і звуженням п’єзоелектричної кераміки можна керувати зміною напруги. Зазвичай три п’єзоелектричні керамічні блоки, що представляють напрямки X, Y та Z, формують у формі штатива, а мета сканування зондом на поверхні зразка досягається шляхом контролю розширення та звуження X та Y напрямки; контролюючи розширення та звуження п'єзоелектричної кераміки в напрямку Z. Для досягнення мети контролю відстані між зондом і зразком.
Атомно-силовий мікроскоп (АСМ) поєднує в собі три вищезазначені частини для представлення характеристик поверхні зразка: у системі атомно-силового мікроскопа (АСМ) крихітний кантилевер використовується для визначення взаємодії між наконечником і зразком. Ця сила буде змусьте мікрокантилевер похитнутися, а потім використовуйте лазер, щоб опромінити світло на кінці кантилевера. Коли формується гойдалка, положення відбитого світла зміниться і спричинить зсув. У цей час лазерний детектор зафіксує зсув. Сигнал у цей час також буде надіслано до системи зворотного зв’язку, щоб полегшити системі внесення відповідних коригувань, і, нарешті, характеристики поверхні зразка будуть представлені у вигляді зображень.
