Caratteristiche della struttura dello strumento del microscopio a forza atomica
In un sistema di microscopio a forza atomica (AFM), la forza da rilevare è la forza di van der Waals tra gli atomi. Pertanto, in questo sistema, viene utilizzato un minuscolo cantilever per rilevare la variazione di forza tra gli atomi. I cantilever sono generalmente fabbricati da un wafer di silicio o nitruro di silicio tipicamente lungo 100–500 μm e spesso circa 500 nm–5 μm. C'è una punta affilata nella parte superiore del cantilever, che viene utilizzata per rilevare la forza di interazione tra il campione e la punta. Il minuscolo cantilever ha determinate specifiche, come: lunghezza, larghezza, modulo di elasticità e forma della punta, e queste specifiche vengono selezionate in base alle caratteristiche del campione e alle diverse modalità operative e vengono selezionati diversi tipi di sonde.
parte di rilevamento della posizione
Nel sistema del microscopio a forza atomica (AFM), quando c'è interazione tra la punta dell'ago e il campione, il cantilever a sbalzo oscillerà. Quando il laser viene irradiato all'estremità del micro-cantilever, anche la posizione della luce riflessa verrà modificata a causa dell'oscillazione del cantilever. cambiato, che si traduce in un offset. Nell'intero sistema, si fa affidamento sul rilevatore di posizione del punto laser per registrare l'offset e convertirlo in un segnale elettrico per l'elaborazione del segnale da parte del controller SPM.
sistema di retroazione
Nel sistema del microscopio a forza atomica (AFM), dopo che il segnale è stato rilevato attraverso il rilevatore laser, il segnale verrà utilizzato come segnale di feedback nel sistema di feedback, come segnale di regolazione interno, e guida la scansione, che di solito viene eseguita di un tubo ceramico piezoelettrico. Effettuare un movimento appropriato del dispositivo per mantenere il campione e la punta dell'ago per mantenere una certa forza.
Riassumere
Il sistema AFM utilizza uno scanner fatto di tubi ceramici piezoelettrici per controllare con precisione piccoli movimenti di scansione. Le ceramiche piezoelettriche sono materiali con proprietà peculiari. Quando viene applicata una tensione alle due estremità simmetriche della ceramica piezoelettrica, la ceramica piezoelettrica si allungherà o si accorcerà in una direzione specifica. La lunghezza dell'allungamento o dell'accorciamento è lineare con l'entità della tensione applicata. Cioè, la minuscola espansione e contrazione della ceramica piezoelettrica può essere controllata modificando la tensione. Di solito, tre blocchi di ceramica piezoelettrica che rappresentano le direzioni X, Y e Z sono formati a forma di treppiede e lo scopo di guidare la sonda a scansionare sulla superficie del campione si ottiene controllando l'espansione e la contrazione di X e Y indicazioni; controllando l'espansione e la contrazione della ceramica piezoelettrica nella direzione Z Per raggiungere lo scopo di controllare la distanza tra la sonda e il campione.
Il microscopio a forza atomica (AFM) combina le tre parti precedenti per presentare le caratteristiche della superficie del campione: nel sistema del microscopio a forza atomica (AFM), viene utilizzato un minuscolo cantilever per rilevare l'interazione tra la punta e il campione, questa forza far oscillare il micro-cantilever, quindi utilizzare il laser per irradiare la luce all'estremità del cantilever. Quando si forma l'oscillazione, la posizione della luce riflessa cambierà e causerà un offset. A questo punto, il rilevatore laser registrerà l'offset. Il segnale in questo momento verrà anche inviato al sistema di feedback per facilitare il sistema ad effettuare le opportune regolazioni, e infine le caratteristiche della superficie del campione saranno presentate sotto forma di immagini.
