原子力探針廠家的原子力顯微鏡的結(jié)構(gòu)和操作模式有哪些？
發(fā)布日期：2022-07-18 15:19:11
原子力探針廠家表示：原子力顯微鏡（AFM）是一種可以用來(lái)研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。它通過(guò)檢測(cè)待測(cè)樣品表面與微力敏感元件之間非常微弱的原子間相互作用來(lái)研究材料的表面結(jié)構(gòu)和性能。掃描樣品時(shí)，利用傳感器檢測(cè)這些變化，可以獲得力分布信息，從而獲得納米分辨率的表面形貌結(jié)構(gòu)信息和表面粗糙度信息。接下來(lái)原子力探針廠家就帶大家了解一下它的結(jié)構(gòu)和操作模式：
一、 儀器結(jié)構(gòu)
原子力探針廠家的原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)可分為三個(gè)部分：
1、力檢測(cè)
在原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)中，要檢測(cè)的力是原子間的范德華力。所以在這個(gè)系統(tǒng)中，懸臂梁被用來(lái)檢測(cè)原子間作用力的變化。微懸臂梁頂部有一個(gè)尖頭，用于檢測(cè)樣品與尖端之間的相互作用。微懸臂梁具有一定的規(guī)格，如長(zhǎng)度、寬度、彈性系數(shù)和針尖的形狀。這些規(guī)格的選擇基于樣品的特性和不同的操作模式，并選擇不同類型的探頭。
2、位置檢測(cè)
在原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)中，針尖與樣品相互作用后，懸臂梁會(huì)發(fā)生擺動(dòng)。當(dāng)激光照射懸臂末端時(shí)，反射光的位置也會(huì)因懸臂擺動(dòng)而改變，從而產(chǎn)生偏移。在整個(gè)系統(tǒng)中，激光光斑位置檢測(cè)器用于記錄偏移量并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，供SPM控制器處理該信號(hào)。
3、反饋系統(tǒng)
在原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)中，通過(guò)激光探測(cè)器獲取信號(hào)后，該信號(hào)將作為反饋系統(tǒng)中的反饋信號(hào)作為內(nèi)部調(diào)整信號(hào)，通常由壓電陶瓷管制成的掃描儀將被驅(qū)動(dòng)適當(dāng)移動(dòng)，以在樣品和針尖之間保持一定的力。
二、 操作模式
原子力探針廠家的AFM的工作模式以針尖與樣品之間的作用力的形式進(jìn)行分類。有一下三種主要操作模式：
1、接觸模式
從概念上講，接觸模式是AFM直接的成像模式。在AFM的整個(gè)掃描和成像過(guò)程中，探針尖端始終與樣品表面保持緊密接觸，相互作用力為排斥力。如果樣品表面太軟，無(wú)法承受這種力，則不應(yīng)選擇接觸模式對(duì)樣品表面成像。
2、非接觸式
當(dāng)以非接觸模式檢測(cè)樣品表面時(shí)，懸臂梁在樣品表面上方5～10nm處振蕩。此時(shí)，樣品和針尖之間的相互作用由范德瓦爾斯力控制，范德瓦爾斯力通常為10-12 n。樣品不會(huì)被損壞，針尖也不會(huì)被污染，它特別適用于研究軟物體的表面。
3、敲擊模式
它是接觸模式和非接觸模式的之間。懸臂梁在樣品表面上方以其共振頻率振蕩，針尖僅周期性和短暫地接觸/撞擊樣品表面。這意味著當(dāng)針尖接觸樣品時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力顯著減少。因此，在檢測(cè)軟樣品時(shí)，AFM的輕敲模式是選擇之一。
一、 儀器結(jié)構(gòu)
原子力探針廠家的原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)可分為三個(gè)部分：
1、力檢測(cè)
在原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)中，要檢測(cè)的力是原子間的范德華力。所以在這個(gè)系統(tǒng)中，懸臂梁被用來(lái)檢測(cè)原子間作用力的變化。微懸臂梁頂部有一個(gè)尖頭，用于檢測(cè)樣品與尖端之間的相互作用。微懸臂梁具有一定的規(guī)格，如長(zhǎng)度、寬度、彈性系數(shù)和針尖的形狀。這些規(guī)格的選擇基于樣品的特性和不同的操作模式，并選擇不同類型的探頭。
2、位置檢測(cè)
在原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)中，針尖與樣品相互作用后，懸臂梁會(huì)發(fā)生擺動(dòng)。當(dāng)激光照射懸臂末端時(shí)，反射光的位置也會(huì)因懸臂擺動(dòng)而改變，從而產(chǎn)生偏移。在整個(gè)系統(tǒng)中，激光光斑位置檢測(cè)器用于記錄偏移量并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，供SPM控制器處理該信號(hào)。
3、反饋系統(tǒng)
在原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)中，通過(guò)激光探測(cè)器獲取信號(hào)后，該信號(hào)將作為反饋系統(tǒng)中的反饋信號(hào)作為內(nèi)部調(diào)整信號(hào)，通常由壓電陶瓷管制成的掃描儀將被驅(qū)動(dòng)適當(dāng)移動(dòng)，以在樣品和針尖之間保持一定的力。
二、 操作模式
原子力探針廠家的AFM的工作模式以針尖與樣品之間的作用力的形式進(jìn)行分類。有一下三種主要操作模式：
1、接觸模式
從概念上講，接觸模式是AFM直接的成像模式。在AFM的整個(gè)掃描和成像過(guò)程中，探針尖端始終與樣品表面保持緊密接觸，相互作用力為排斥力。如果樣品表面太軟，無(wú)法承受這種力，則不應(yīng)選擇接觸模式對(duì)樣品表面成像。
2、非接觸式
當(dāng)以非接觸模式檢測(cè)樣品表面時(shí)，懸臂梁在樣品表面上方5～10nm處振蕩。此時(shí)，樣品和針尖之間的相互作用由范德瓦爾斯力控制，范德瓦爾斯力通常為10-12 n。樣品不會(huì)被損壞，針尖也不會(huì)被污染，它特別適用于研究軟物體的表面。
3、敲擊模式
它是接觸模式和非接觸模式的之間。懸臂梁在樣品表面上方以其共振頻率振蕩，針尖僅周期性和短暫地接觸/撞擊樣品表面。這意味著當(dāng)針尖接觸樣品時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力顯著減少。因此，在檢測(cè)軟樣品時(shí)，AFM的輕敲模式是選擇之一。