原子力探針廠家的原子力顯微鏡的結構和操作模式有哪些？
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）是一種可以用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結構的分析儀器。它通過檢測待測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研究材料的表面結構和性能。掃描樣品時，利用傳感器檢測這些變化，可以獲得力分布信息，從而獲得納米分辨率的表面形貌結構信息和表面粗糙度信息。接下來原子力探針廠家就帶大家了解一下它的結構和操作模式：

一、 儀器結構

原子力探針廠家的原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)可分為三個部分：

1、力檢測

在原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)中，要檢測的力是原子間的范德華力。所以在這個系統(tǒng)中，懸臂梁被用來檢測原子間作用力的變化。微懸臂梁頂部有一個尖頭，用于檢測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

在原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)中，針尖與樣品相互作用后，懸臂梁會發(fā)生擺動。當激光照射懸臂末端時，反射光的位置也會因懸臂擺動而改變，從而產(chǎn)生偏移。在整個系統(tǒng)中，激光光斑位置檢測器用于記錄偏移量并將其轉(zhuǎn)換為電信號，供SPM控制器處理該信號。

3、反饋系統(tǒng)

在原子力顯微鏡（AFM）系統(tǒng)中，通過激光探測器獲取信號后，該信號將作為反饋系統(tǒng)中的反饋信號作為內(nèi)部調(diào)整信號，通常由壓電陶瓷管制成的掃描儀將被驅(qū)動適當移動，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的整個掃描和成像過程中，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，無法承受這種力，則不應選擇接觸模式對樣品表面成像。

2、非接觸式

當以非接觸模式檢測樣品表面時，懸臂梁在樣品表面上方5～10nm處振蕩。此時，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。樣品不會被損壞，針尖也不會被污染，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。這意味著當針尖接觸樣品時產(chǎn)生的側向力顯著減少。因此，在檢測軟樣品時，AFM的輕敲模式是選擇之一。