Atominės jėgos mikroskopo prietaiso sandaros charakteristikos
Atominės jėgos mikroskopo (AFM) sistemoje aptiktina jėga yra van der Waals jėga tarp atomų. Todėl šioje sistemoje maža konsolė naudojama jėgos kitimui tarp atomų aptikti. Konsolės paprastai gaminamos iš silicio arba silicio nitrido plokštelės, kurios paprastai yra 100–500 μm ilgio ir maždaug 500 nm–5 μm storio. Konsolės viršuje yra aštrus antgalis, kuris naudojamas aptikti sąveikos jėgą tarp mėginio ir antgalio. Mažytė konsolė turi tam tikras specifikacijas, tokias kaip: ilgis, plotis, tamprumo modulis ir antgalio forma, šios specifikacijos parenkamos pagal pavyzdžio charakteristikas ir skirtingus darbo režimus bei parenkami skirtingi zondų tipai.
padėties nustatymo dalis
Atominės jėgos mikroskopo (AFM) sistemoje, kai yra sąveika tarp adatos galo ir mėginio, konsolės konsolė pasisuks. Kai lazeris apšvitinamas ant mikrokonsolės galo, dėl konsolės svyravimo pasikeis ir atsispindėjusios šviesos padėtis. pakeistas, dėl ko atsiranda kompensacija. Visoje sistemoje lazerio taško padėties detektoriumi remiamasi, kad būtų įrašytas poslinkis ir konvertuojamas į elektrinį signalą, skirtą SPM valdikliui apdoroti signalą.
grįžtamojo ryšio sistema
Atominės jėgos mikroskopo (AFM) sistemoje po to, kai signalas patenka per lazerinį detektorių, signalas bus naudojamas kaip grįžtamojo ryšio signalas grįžtamojo ryšio sistemoje, kaip vidinis reguliavimo signalas ir skatina skenavimą, kuris paprastai atliekamas. iš pjezoelektrinio keraminio vamzdžio. Atitinkamai pajudinkite prietaisą, kad mėginys išliktų, o adatos galas išlaikytų tam tikrą jėgą.
Apibendrinti
AFM sistema naudoja skaitytuvą, pagamintą iš pjezoelektrinių keraminių vamzdelių, kad tiksliai valdytų nedidelius skenavimo judesius. Pjezoelektrinė keramika yra medžiagos, turinčios savotiškų savybių. Kai įtampa yra taikoma dviem simetriškiems pjezoelektrinės keramikos galams, pjezoelektrinė keramika pailgės arba sutrumpės tam tikra kryptimi. Pailgėjimo arba sutrumpėjimo ilgis yra tiesinis su taikomos įtampos dydžiu. Tai reiškia, kad nedidelį pjezoelektrinės keramikos išsiplėtimą ir susitraukimą galima valdyti keičiant įtampą. Paprastai trys pjezoelektriniai keraminiai blokai, atspindintys X, Y ir Z kryptis, yra suformuojami į trikojo formą, o zondo nuskaitymo mėginio paviršiuje tikslas pasiekiamas kontroliuojant X ir Y plėtimąsi ir susitraukimą. kryptys; kontroliuojant pjezoelektrinės keramikos plėtimąsi ir susitraukimą Z kryptimi Kad būtų pasiektas atstumo tarp zondo ir mėginio valdymo tikslas.
Atominės jėgos mikroskopas (AFM) sujungia pirmiau minėtas tris dalis, kad pateiktų mėginio paviršiaus charakteristikas: atominės jėgos mikroskopo (AFM) sistemoje mažytė konsolė naudojama antgalio ir mėginio sąveikai pajusti. sukelkite mikrokonsolę, o tada naudokite lazerį, kad apšvitintumėte šviesą ant konsolės galo. Susidarius svyravimui, pasikeis atsispindėjusios šviesos padėtis ir sukels poslinkį. Šiuo metu lazerinis detektorius įrašys poslinkį. Signalas šiuo metu taip pat bus siunčiamas į grįžtamojo ryšio sistemą, kad sistema galėtų atlikti atitinkamus koregavimus, o galiausiai mėginio paviršiaus charakteristikos bus pateiktos vaizdų pavidalu.
