Microscopio de fuerza atómica con detección láser
El principio básico de un microscopio de fuerza atómica es el siguiente: un extremo de un microvoladizo, que es extremadamente sensible a fuerzas débiles, está fijo y en el otro extremo se monta una pequeña punta de sonda. La punta entra en contacto suavemente con la superficie de la muestra. Debido a la fuerza repulsiva extremadamente débil entre los átomos en la punta de la sonda y los de la superficie de la muestra, al mantener esta fuerza constante durante el escaneo, el microvoladizo con la punta se mueve hacia arriba y hacia abajo perpendicular a la superficie de la muestra, siguiendo la superficie equipotencial definida por la fuerza de interacción entre la punta y los átomos de la superficie de la muestra. Utilizando métodos de detección óptica o detección de corriente de túnel, se puede medir el cambio de posición del microvoladizo en cada punto de escaneo, de modo que se pueda obtener información sobre la topografía de la superficie de la muestra. A continuación, tomamos el microscopio de fuerza atómica que emplea la desviación del rayo láser para la detección de fuerza (Laser-AFM), un miembro comúnmente utilizado de la familia de microscopios de sonda de barrido, para explicar su principio de funcionamiento.
Durante todo el proceso de obtención de imágenes y detección del sistema, la distancia entre la sonda y la muestra analizada se mantiene en la escala nanométrica (10⁻⁹ m). Si la distancia es demasiado grande, no se puede adquirir información de la superficie de la muestra; si la distancia es demasiado pequeña, tanto la sonda como la muestra analizada se dañarán. El circuito de retroalimentación funciona de la siguiente manera: durante la operación, recibe la magnitud de la fuerza de interacción sonda-muestra de la sonda y ajusta el voltaje aplicado al eje vertical del escáner de muestra. Esto hace que la muestra se extienda o se retraiga, regulando así la separación sonda-muestra y, a su vez, estabilizando la magnitud de la fuerza de interacción sonda-muestra para realizar el control de retroalimentación. Por lo tanto, el control por retroalimentación constituye el mecanismo operativo central de este sistema.
Este sistema adopta un bucle de control de retroalimentación digital. Los usuarios pueden controlar las características del circuito de retroalimentación configurando parámetros que incluyen la corriente de referencia, la ganancia integral y la ganancia proporcional en la barra de herramientas de parámetros del software de control.
