Princip och struktur för Atomic Force Microscope (AFM)
1 kraftdetekteringsenhet
I ett Atomic Force Microscope-system (AFM) är kraften som ska mätas van der Waals-kraften mellan atomerna. En mikrokonsol används i detta system för att upptäcka variationer i interatomär kraft. Mikrokonsoler har specificerade parametrar som längd, bredd, fjäderkonstant och spetsgeometri. Olika sonder väljs enligt provets egenskaper och driftlägen.
2 Positionsavkänningsenhet
I AFM-systemet avböjer konsolen när interaktion inträffar mellan spetsen och provet. När en laserstråle bestrålar den fria änden av konsolen ändras positionen för den reflekterade lasern tillsammans med konsolavböjning, vilket genererar en förskjutningssignal. En laserpunktspositionsdetektor registrerar denna förskjutning och omvandlar den till en elektrisk signal för signalbehandling av SPM-styrenheten.
3 Återkopplingssystem
I AFM-systemet matas signaler som fångas av laserdetektorn in i återkopplingsslingan som interna justeringssignaler. Återkopplingssystemet driver skannern, som vanligtvis är gjord av piezoelektriska keramiska rör, att röra sig på lämpligt sätt för att upprätthålla en konstant samverkanskraft mellan spetsen och provet.
En AFM integrerar ovanstående tre enheter för att karakterisera provets ytegenskaper: Mikrokonsolen känner av interaktionskraften mellan spetsen och provet. Denna kraft avleder konsolen. En laserstråle träffar änden av konsolen; avböjning förskjuter det reflekterade ljuset och ger en förskjutning. Laserdetektorn registrerar förskjutningen och skickar signalen till återkopplingssystemet för justering. Slutligen visas provets ytegenskaper som en bild.
