Caractéristiques de la structure de l'instrument du microscope à force atomique
Dans un système de microscope à force atomique (AFM), la force à détecter est la force de van der Waals entre les atomes. Par conséquent, dans ce système, un minuscule porte-à-faux est utilisé pour détecter la variation de force entre les atomes. Les porte-à-faux sont généralement fabriqués à partir d'une tranche de silicium ou de nitrure de silicium généralement de 100 à 500 μm de long et d'environ 500 nm à 5 μm d'épaisseur. Il y a une pointe pointue au sommet du porte-à-faux, qui est utilisée pour détecter la force d'interaction entre l'échantillon et la pointe. Le minuscule porte-à-faux a certaines spécifications, telles que : longueur, largeur, module d'élasticité et forme de pointe, et ces spécifications sont sélectionnées en fonction des caractéristiques de l'échantillon et des différents modes de fonctionnement, et différents types de sondes sont sélectionnés.
pièce de détection de position
Dans le système de microscope à force atomique (AFM), lorsqu'il y a interaction entre la pointe de l'aiguille et l'échantillon, le porte-à-faux en porte-à-faux oscille. Lorsque le laser est irradié à l'extrémité du micro-porte-à-faux, la position de la lumière réfléchie sera également modifiée en raison du balancement du porte-à-faux. modifié, ce qui entraîne un décalage. Dans l'ensemble du système, le détecteur de position du spot laser est utilisé pour enregistrer le décalage et le convertir en un signal électrique pour le traitement du signal par le contrôleur SPM.
système de rétroaction
Dans le système de microscope à force atomique (AFM), une fois le signal reçu par le détecteur laser, le signal sera utilisé comme signal de retour dans le système de retour, comme signal de réglage interne, et pilote le balayage, qui est généralement effectué d'un tube céramique piézoélectrique. Faites un mouvement approprié de l'appareil pour maintenir l'échantillon et la pointe de l'aiguille pour maintenir une certaine force.
Résumer
Le système AFM utilise un scanner composé de tubes céramiques piézoélectriques pour contrôler avec précision les minuscules mouvements de balayage. Les céramiques piézoélectriques sont des matériaux aux propriétés particulières. Lorsqu'une tension est appliquée aux deux extrémités symétriques des céramiques piézoélectriques, les céramiques piézoélectriques s'allongent ou se raccourcissent dans une direction spécifique. La longueur d'allongement ou de raccourcissement est linéaire avec l'amplitude de la tension appliquée. C'est-à-dire que l'expansion et la contraction minuscules des céramiques piézoélectriques peuvent être contrôlées en modifiant la tension. Habituellement, trois blocs de céramique piézoélectrique représentant les directions X, Y et Z sont formés sous la forme d'un trépied, et le but de conduire la sonde à balayer sur la surface de l'échantillon est atteint en contrôlant l'expansion et la contraction des X et Y directions; en contrôlant l'expansion et la contraction de la céramique piézoélectrique dans la direction Z Pour atteindre l'objectif de contrôler la distance entre la sonde et l'échantillon.
Le microscope à force atomique (AFM) combine les trois parties ci-dessus pour présenter les caractéristiques de surface de l'échantillon : dans le système de microscope à force atomique (AFM), un minuscule porte-à-faux est utilisé pour détecter l'interaction entre la pointe et l'échantillon. Cette force faire osciller le micro-porte-à-faux, puis utiliser le laser pour irradier la lumière à l'extrémité du porte-à-faux. Lorsque la balançoire est formée, la position de la lumière réfléchie changera et provoquera un décalage. À ce moment, le détecteur laser enregistrera le décalage. Le signal à ce moment sera également envoyé au système de rétroaction pour permettre au système de faire les ajustements appropriés, et enfin les caractéristiques de surface de l'échantillon seront présentées sous forme d'images.
