Eigenschaften der Instrumentenstruktur des Rasterkraftmikroskops
In einem Rasterkraftmikroskopsystem (AFM) ist die zu erfassende Kraft die Van-der-Waals-Kraft zwischen Atomen. Daher wird in diesem System ein winziger Ausleger verwendet, um die Kraftschwankung zwischen Atomen zu erfassen. Cantilever werden normalerweise aus einem Silizium- oder Siliziumnitrid-Wafer hergestellt, der typischerweise 100–500 μm lang und etwa 500 nm–5 μm dick ist. An der Spitze des Auslegers befindet sich eine scharfe Spitze, mit der die Wechselwirkungskraft zwischen Probe und Spitze erfasst wird. Der winzige Ausleger hat bestimmte Spezifikationen, wie zum Beispiel: Länge, Breite, Elastizitätsmodul und Spitzenform, und diese Spezifikationen werden entsprechend den Eigenschaften der Probe und verschiedenen Betriebsmodi ausgewählt, und es werden verschiedene Sondentypen ausgewählt.
Positionserkennungsteil
Wenn im Rasterkraftmikroskopsystem (AFM) eine Wechselwirkung zwischen der Nadelspitze und der Probe auftritt, schwingt der Ausleger. Wenn der Laser auf das Ende des Mikroauslegers trifft, ändert sich aufgrund der Schwingung des Auslegers auch die Position des reflektierten Lichts. geändert, was zu einem Offset führt. Im gesamten System wird der Laserpunktpositionsdetektor verwendet, um den Versatz aufzuzeichnen und ihn in ein elektrisches Signal zur Signalverarbeitung durch den SPM-Controller umzuwandeln.
Rückmeldungssystem
Im Rasterkraftmikroskopsystem (AFM) wird das Signal nach der Aufnahme durch den Laserdetektor als Rückkopplungssignal im Rückkopplungssystem als internes Einstellsignal verwendet und steuert den Scan, der normalerweise durchgeführt wird aus einem piezoelektrischen Keramikrohr. Bewegen Sie das Gerät entsprechend, um die Probe zu halten, und halten Sie die Nadelspitze mit einer bestimmten Kraft fest.
Zusammenfassen
Das AFM-System nutzt einen Scanner aus piezoelektrischen Keramikröhren, um winzige Scanbewegungen präzise zu steuern. Piezoelektrische Keramiken sind Materialien mit besonderen Eigenschaften. Wenn eine Spannung an die beiden symmetrischen Enden der piezoelektrischen Keramik angelegt wird, verlängern oder verkürzen sich die piezoelektrischen Keramiken in einer bestimmten Richtung. Die Länge der Verlängerung oder Verkürzung ist linear mit der Größe der angelegten Spannung. Das heißt, die winzige Ausdehnung und Kontraktion piezoelektrischer Keramik kann durch Änderung der Spannung gesteuert werden. Normalerweise werden drei piezoelektrische Keramikblöcke, die die X-, Y- und Z-Richtung repräsentieren, in die Form eines Stativs geformt, und der Zweck, die Sonde zum Abtasten der Probenoberfläche anzutreiben, wird durch die Steuerung der Ausdehnung und Kontraktion von X und Y erreicht Richtungen; Durch Steuerung der Ausdehnung und Kontraktion der piezoelektrischen Keramik in Z-Richtung wird der Zweck der Steuerung des Abstands zwischen Sonde und Probe erreicht.
Das Rasterkraftmikroskop (AFM) kombiniert die oben genannten drei Teile, um die Oberflächeneigenschaften der Probe darzustellen: Im System des Rasterkraftmikroskops (AFM) wird ein winziger Ausleger verwendet, um die Wechselwirkung zwischen der Spitze und der Probe zu erfassen. Diese Kraft wird Lassen Sie den Mikroausleger schwingen und strahlen Sie dann mit dem Laser Licht auf das Ende des Auslegers. Wenn der Schwung entsteht, ändert sich die Position des reflektierten Lichts und verursacht einen Versatz. Zu diesem Zeitpunkt zeichnet der Laserdetektor den Versatz auf. Das Signal wird zu diesem Zeitpunkt auch an das Rückkopplungssystem gesendet, um dem System die Durchführung entsprechender Anpassungen zu erleichtern, und schließlich werden die Oberflächeneigenschaften der Probe in Form von Bildern dargestellt.
