Charakteristiky struktury přístroje mikroskopu atomárních sil
V systému mikroskopu atomárních sil (AFM) je síla, která má být detekována, van der Waalsova síla mezi atomy. Proto se v tomto systému používá k detekci kolísání síly mezi atomy malá konzola. Konzoly jsou obvykle vyrobeny z křemíkové nebo nitridové desky o délce 100–500 μm a tloušťce přibližně 500 nm–5 μm. V horní části konzoly je ostrý hrot, který se používá k detekci síly interakce mezi vzorkem a hrotem. Drobná konzola má určité specifikace, jako jsou: délka, šířka, modul pružnosti a tvar hrotu, a tyto specifikace se vybírají podle charakteristik vzorku a různých provozních režimů a vybírají se různé typy sond.
část detekce polohy
V systému mikroskopu atomárních sil (AFM), pokud dojde k interakci mezi špičkou jehly a vzorkem, konzola se bude kývat. Když je laser ozářen na konec mikrokonzoly, změní se také poloha odraženého světla v důsledku výkyvu konzoly. změněno, což má za následek posun. V celém systému se spoléhá na laserový bodový detektor polohy, který zaznamená offset a převede jej na elektrický signál pro zpracování signálu řídicí jednotkou SPM.
zpětnovazební systém
V systému mikroskopu atomárních sil (AFM) bude po přijetí signálu laserovým detektorem signál použit jako zpětnovazební signál v systému zpětné vazby, jako vnitřní nastavovací signál a řídí skenování, které se obvykle provádí piezoelektrické keramické trubice. Přiměřeným pohybem zařízení udržujte vzorek a špičku jehly, abyste udrželi určitou sílu.
Shrnout
Systém AFM využívá skener vyrobený z piezoelektrických keramických trubic k přesnému ovládání drobných skenovacích pohybů. Piezoelektrická keramika jsou materiály se zvláštními vlastnostmi. Když se na dva symetrické konce piezoelektrické keramiky přivede napětí, piezoelektrická keramika se prodlouží nebo zkrátí v určitém směru. Délka prodloužení nebo zkrácení je lineární s velikostí použitého napětí. To znamená, že drobné roztahování a smršťování piezoelektrické keramiky lze ovládat změnou napětí. Obvykle jsou tři piezoelektrické keramické bloky reprezentující směry X, Y a Z formovány do tvaru stativu a účelu řízení sondy při skenování na povrchu vzorku je dosaženo řízením expanze a kontrakce X a Y. Pokyny; řízením expanze a kontrakce piezoelektrické keramiky ve směru Z K dosažení účelu řízení vzdálenosti mezi sondou a vzorkem.
Mikroskop atomové síly (AFM) kombinuje výše uvedené tři části, aby představil povrchové charakteristiky vzorku: v systému mikroskopu atomové síly (AFM) se ke snímání interakce mezi špičkou a vzorkem používá malá konzola. způsobit rozhoupání mikrokonzoly a poté pomocí laseru ozářit světlo na konci konzoly. Když se vytvoří výkyv, změní se poloha odraženého světla a způsobí posun. V tomto okamžiku laserový detektor zaznamená offset. Signál v tomto okamžiku bude také odeslán do systému zpětné vazby, aby se systému usnadnilo provedení příslušných úprav, a nakonec budou vlastnosti povrchu vzorku prezentovány ve formě obrázků.
