Princip a struktura mikroskopu atomových sil (AFM)
1 jednotka detekce síly
V systému Atomic Force Microscope (AFM) je síla, která má být měřena, van der Waalsova síla mezi atomy. K detekci změn meziatomové síly se v tomto systému používá mikrokonzola. Micro cantilevers mají specifikované parametry, jako je délka, šířka, konstanta pružiny a geometrie hrotu. Různé sondy se vybírají podle vlastností vzorku a provozních režimů.
2 Jednotka detekce polohy
V systému AFM se konzola vychýlí, jakmile dojde k interakci mezi špičkou a vzorkem. Když laserový paprsek ozařuje volný konec konzoly, změní se poloha odraženého laseru spolu s vychýlením konzoly, čímž se generuje signál posunutí. Laserový bodový detektor polohy zaznamenává toto posunutí a převádí jej na elektrický signál pro zpracování signálu řídicí jednotkou SPM.
3 Systém zpětné vazby
V systému AFM jsou signály zachycené laserovým detektorem přiváděny do zpětnovazební smyčky jako interní nastavovací signály. Zpětnovazební systém pohání skener, který je obvykle vyroben z piezoelektrických keramických trubic, aby se vhodně pohyboval tak, aby byla zachována konstantní interakční síla mezi hrotem a vzorkem.
AFM integruje výše uvedené tři jednotky pro charakterizaci vlastností povrchu vzorku: Mikrokonzola snímá sílu interakce mezi špičkou a vzorkem. Tato síla vychyluje konzolu. Laserový paprsek dopadá na konec konzoly; vychýlení posouvá odražené světlo a vytváří posunutí. Laserový detektor zaznamená posun a odešle signál do zpětnovazebního systému k nastavení. Nakonec se povrchové rysy vzorku zobrazí jako obrázek.
