Características de la estructura del instrumento del microscopio de fuerza atómica.
En un sistema de microscopio de fuerza atómica (AFM), la fuerza a detectar es la fuerza de van der Waals entre átomos. Por lo tanto, en este sistema, se usa un diminuto voladizo para detectar la variación de fuerza entre los átomos. Los voladizos generalmente se fabrican a partir de una oblea de silicio o nitruro de silicio, típicamente de 100 a 500 μm de largo y aproximadamente de 500 nm a 5 μm de espesor. Hay una punta afilada en la parte superior del voladizo, que se usa para detectar la fuerza de interacción entre la muestra y la punta. El pequeño voladizo tiene ciertas especificaciones, tales como: largo, ancho, módulo de elasticidad y forma de la punta, y estas especificaciones se seleccionan de acuerdo con las características de la muestra y los diferentes modos de operación, y se seleccionan diferentes tipos de sondas.
parte de detección de posición
En el sistema de microscopio de fuerza atómica (AFM), cuando hay interacción entre la punta de la aguja y la muestra, el voladizo en voladizo se balanceará. Cuando el láser se irradia en el extremo del microvoladizo, la posición de la luz reflejada también cambiará debido a la oscilación del voladizo. cambiado, lo que da como resultado un desplazamiento. En todo el sistema, se confía en el detector de posición del punto láser para registrar el desplazamiento y convertirlo en una señal eléctrica para que el controlador SPM procese la señal.
Sistema de retroalimentación
En el sistema de microscopio de fuerza atómica (AFM), después de que la señal se toma a través del detector láser, la señal se utilizará como señal de retroalimentación en el sistema de retroalimentación, como una señal de ajuste interna, y dirige el escaneo, que generalmente se realiza de un tubo cerámico piezoeléctrico. Haga el movimiento apropiado del dispositivo para mantener la muestra y la punta de la aguja para mantener una cierta fuerza.
Resumir
El sistema AFM utiliza un escáner hecho de tubos cerámicos piezoeléctricos para controlar con precisión pequeños movimientos de escaneo. Las cerámicas piezoeléctricas son materiales con propiedades peculiares. Cuando se aplica un voltaje a los dos extremos simétricos de la cerámica piezoeléctrica, la cerámica piezoeléctrica se alargará o acortará en una dirección específica. La longitud del alargamiento o acortamiento es lineal con la magnitud del voltaje aplicado. Es decir, la diminuta expansión y contracción de las cerámicas piezoeléctricas se puede controlar cambiando el voltaje. Por lo general, tres bloques cerámicos piezoeléctricos que representan las direcciones X, Y y Z tienen la forma de un trípode, y el propósito de hacer que la sonda escanee en la superficie de la muestra se logra controlando la expansión y contracción de las direcciones X e Y. direcciones; controlando la expansión y contracción de la cerámica piezoeléctrica en la dirección Z Para lograr el propósito de controlar la distancia entre la sonda y la muestra.
El microscopio de fuerza atómica (AFM) combina las tres partes anteriores para presentar las características de la superficie de la muestra: en el sistema de microscopio de fuerza atómica (AFM), se utiliza un diminuto voladizo para detectar la interacción entre la punta y la muestra. Esta fuerza haga que el micro-voladizo oscile, y luego use el láser para irradiar la luz en el extremo del voladizo. Cuando se forma el columpio, la posición de la luz reflejada cambiará y provocará un desplazamiento. En este momento, el detector láser registrará el desplazamiento. La señal en este momento también se enviará al sistema de retroalimentación para facilitar que el sistema realice los ajustes apropiados y, finalmente, se presentarán las características de la superficie de la muestra en forma de imágenes.
