Principe et structure du microscope à force atomique (AFM)
1 unité de détection de force
Dans un système de microscope à force atomique (AFM), la force à mesurer est la force de Van der Waals entre les atomes. Un micro cantilever est utilisé dans ce système pour détecter les variations de la force interatomique. Les micro-cantilevers ont des paramètres spécifiés tels que la longueur, la largeur, la constante du ressort et la géométrie de la pointe. Différentes sondes sont sélectionnées en fonction des propriétés de l'échantillon et des modes de fonctionnement.
Unité de détection à 2 positions
Dans le système AFM, le porte-à-faux dévie une fois qu'une interaction se produit entre la pointe et l'échantillon. Lorsqu'un faisceau laser irradie l'extrémité libre du porte-à-faux, la position du laser réfléchi change en même temps que la déviation du porte-à-faux, générant un signal de déplacement. Un détecteur de position de spot laser enregistre ce déplacement et le convertit en signal électrique pour le traitement du signal par le contrôleur SPM.
3 Système de rétroaction
Dans le système AFM, les signaux capturés par le détecteur laser sont introduits dans la boucle de rétroaction en tant que signaux de réglage internes. Le système de rétroaction entraîne le scanner, qui est généralement constitué de tubes en céramique piézoélectriques, à se déplacer de manière appropriée afin de maintenir une force d'interaction constante entre la pointe et l'échantillon.
Un AFM intègre les trois unités ci-dessus pour caractériser les propriétés de la surface de l'échantillon : le micro-cantilever détecte la force d'interaction entre la pointe et l'échantillon. Cette force dévie le porte-à-faux. Un faisceau laser frappe l'extrémité du porte-à-faux ; la déviation déplace la lumière réfléchie et produit un déplacement. Le détecteur laser enregistre le déplacement et envoie le signal au système de rétroaction pour réglage. Enfin, les caractéristiques de surface de l’échantillon sont affichées sous forme d’image.
