Felsökning för mikroskops kondensorlyftmekanism
Grundprincipen för ett atomkraftmikroskop är som följer: ena änden av en mikrocantilever, som är extremt känslig för svaga krafter, är fixerad, och en liten sondspets är monterad i den andra änden. Spetsen kommer försiktigt i kontakt med provytan. På grund av den extremt svaga frånstötande kraften mellan atomerna på probespetsen och de på provytan, genom att hålla denna kraft konstant under skanning, rör sig mikrokantilen med spetsen upp och ner vinkelrätt mot provytan, efter den ekvipotentialyta som definieras av interaktionskraften mellan spetsen och provytans atomer. Med hjälp av optisk detektering eller tunnling av strömdetektionsmetoder kan positionsändringen av mikrokantilen vid varje skanningspunkt mätas, så att information om provets yttopografi kan erhållas. I det följande tar vi atomkraftmikroskopet som använder laserstråleavböjning för kraftdetektering (Laser-AFM), en vanlig medlem av skanningssondsmikroskopfamiljen, för att utveckla dess arbetsprincip.
Under hela systemets avbildnings- och detektionsprocess hålls avståndet mellan sonden och det testade provet på nanometerskalan (10⁻⁹ m). Om avståndet är för stort kan ytinformation om provet inte erhållas; om avståndet är för litet kommer både sonden och det testade provet att skadas. Återkopplingsslingan fungerar enligt följande: under drift mottar den storleken på växelverkan mellan sond och prov från sonden och justerar spänningen som appliceras på provskannerns vertikala axel. Detta driver provet att sträcka sig eller dras tillbaka, och därigenom reglera sond-provseparationen och i sin tur stabilisera storleken på sond-provinteraktionskraften för att realisera återkopplingskontroll. Därför utgör återkopplingsstyrning kärndriftsmekanismen för detta system.
Detta system använder en digital återkopplingskontrollslinga. Användare kan styra egenskaperna för återkopplingsslingan genom att ställa in parametrar inklusive referensström, integrerad förstärkning och proportionell förstärkning i parameterverktygsfältet i styrprogramvaran.
