Характеристики на инструменталната структура на атомно-силовия микроскоп
В системата за атомно-силов микроскоп (AFM) силата, която трябва да бъде открита, е силата на Ван дер Ваалс между атомите. Следователно в тази система се използва малка конзола за откриване на промяната на силата между атомите. Конзолите обикновено се произвеждат от пластина от силиций или силициев нитрид, обикновено с дължина 100–500 μm и дебелина приблизително 500 nm–5 μm. В горната част на конзолата има остър връх, който се използва за откриване на силата на взаимодействие между пробата и върха. Малката конзола има определени спецификации, като например: дължина, ширина, модул на еластичност и форма на върха и тези спецификации се избират според характеристиките на пробата и различните режими на работа и се избират различни видове сонди.
част за откриване на позиция
В системата на атомно-силовия микроскоп (AFM), когато има взаимодействие между върха на иглата и пробата, конзолата ще се люлее. Когато лазерът се облъчва в края на микроконзолата, позицията на отразената светлина също ще се промени поради люлеенето на конзолата. променени, което води до компенсиране. В цялата система се разчита на позиционния детектор за лазерно петно, за да регистрира отместването и да го преобразува в електрически сигнал за обработка на сигнала от SPM контролера.
система за обратна връзка
В системата на атомно-силовия микроскоп (AFM), след като сигналът бъде приет през лазерния детектор, сигналът ще се използва като сигнал за обратна връзка в системата за обратна връзка, като вътрешен сигнал за настройка и управлява сканирането, което обикновено се прави на пиезоелектрична керамична тръба. Направете подходящо движение на устройството, за да запазите пробата и върха на иглата, за да поддържате определена сила.
Обобщете
Системата AFM използва скенер, направен от пиезоелектрични керамични тръби за прецизен контрол на малки сканиращи движения. Пиезоелектричната керамика е материал с особени свойства. Когато се приложи напрежение към двата симетрични края на пиезоелектричната керамика, пиезоелектричната керамика ще се удължи или скъси в определена посока. Дължината на удължаване или скъсяване е линейна с големината на приложеното напрежение. Тоест, малкото разширение и свиване на пиезоелектричната керамика може да се контролира чрез промяна на напрежението. Обикновено три пиезоелектрични керамични блока, представляващи посоките X, Y и Z, се оформят във формата на статив и целта за задвижване на сондата да сканира върху повърхността на пробата се постига чрез контролиране на разширяването и свиването на X и Y направления; чрез контролиране на разширяването и свиването на пиезоелектричната керамика в посока Z За постигане на целта за контролиране на разстоянието между сондата и пробата.
Микроскопът за атомна сила (AFM) съчетава горните три части, за да представи характеристиките на повърхността на пробата: в системата за микроскоп за атомна сила (AFM) се използва малка конзола, за да се усети взаимодействието между върха и пробата. Тази сила ще накарайте микроконзолата да се люлее и след това използвайте лазера, за да облъчите светлината в края на конзолата. Когато се формира люлеенето, позицията на отразената светлина ще се промени и ще причини отместване. По това време лазерният детектор ще записва отместването. Сигналът в този момент също ще бъде изпратен до системата за обратна връзка, за да улесни системата да направи подходящи корекции и накрая повърхностните характеристики на пробата ще бъдат представени под формата на изображения.
