Arbetsprincipen och tillämpningar av atomkraftmikroskop
1, Grundläggande principer
Atomkraftsmikroskopi använder interaktionskraften (atomkraften) mellan ytan på ett prov och spetsen på en fin sond för att mäta ytmorfologin.
Sondspetsen är på en liten flexibel konsol, och den interaktion som genereras när sonden kommer i kontakt med provytan detekteras i form av konsolavböjning. Avståndet mellan provytan och sonden är mindre än 3-4nm, och kraften som detekteras mellan dem är mindre än 10-8N. Ljuset från laserdioden fokuseras på baksidan av konsolen. När konsolen böjer sig under kraftpåverkan avleds det reflekterade ljuset och en lägeskänslig fotodetektor används för att avleda vinkeln. Sedan bearbetas den insamlade datan av en dator för att erhålla en tredimensionell bild av provytan.
En komplett fribärande sond placeras på ytan av provet kontrollerad av en piezoelektrisk skanner och skannas i tre riktningar med en stegbredd på 0,1 nm eller mindre i horisontell noggrannhet. I allmänhet, när man skannar provytan i detalj (XY-axeln), förblir Z--axeln, som styrs av förskjutningsåterkopplingen från fribäraren, fixerad och oförändrad. Z--axelvärdena som ger feedback om skanningssvaret matas in i datorn för bearbetning, vilket resulterar i en observationsbild (3D-bild) av provytan.
Kännetecken för Atomic Force Microscopy
1. Den höga-upplösningsförmågan överstiger vida den för svepelektronmikroskop (SEM) och optiska grovhetsmätare. De tre-dimensionella data på provets yta uppfyller de allt mer mikroskopiska kraven på forskning, produktion och kvalitetsinspektion.
2. Icke destruktiv, samverkanskraften mellan sonden och provytan är under 10-8N, vilket är mycket lägre än trycket hos traditionella mätare för stylus-jämnhet. Därför kommer det inte att skada provet och det finns inget problem med elektronstråleskador vid svepelektronmikroskopi. Dessutom kräver svepelektronmikroskopi beläggningsbehandling på icke-ledande prover, medan atomkraftsmikroskopi inte gör det.
3. Den har ett brett utbud av applikationer och kan användas för ytobservation, storleksmätning, ytjämnhetsmätning, partikelstorleksanalys, statistisk bearbetning av utsprång och gropar, utvärdering av filmbildningsförhållanden, storleksstegsmätning av skyddande lager, planhetsutvärdering av mellanskiktsisoleringsfilmer, VCD-beläggningsutvärdering av friktionsfilmer, värderingsprocessanalys av friktionsfilmer, värderingsprocessanalys.
4. Programvaran har starka bearbetningsmöjligheter och dess 3D-bildvisningsstorlek, betraktningsvinkel, visningsfärg och glans kan ställas in fritt. Och nätverk, konturlinjer och linjevisningar kan väljas. Makrohantering av bildbehandling, analys av-tvärsnittsform och grovhet, morfologianalys och andra funktioner.
