【摘要】：图2.4.2原子力显微镜系统结构图1.检测系统总体上来说检测就是使用微小悬臂来检测原子之间力的变化量。悬臂的偏转或振幅的改变可以通过多种方法检测,目前AFM系统中常用的是激光反射检测系统,如图2.4.3所示。这一偏移量就是通过光电检测器将其转变为电信号,以供控制器作信号处理。图2.4.3激光反射检测系统[19]2.扫描系统AFM对样品扫描的精确控制是通过扫描器来实现的。
原子力显微镜系统包含检测系统、扫描系统和反馈系统三个部分,如图2.4.2所示。
图2.4.2 原子力显微镜系统结构图
1.检测系统
总体上来说检测就是使用微小悬臂来检测原子之间力的变化量。悬臂的偏转或振幅的改变可以通过多种方法检测,目前AFM系统中常用的是激光反射检测系统,如图2.4.3所示。其主要由探针、激光发生器和光检测器组成。其中,探针是力检测系统的关键部分,它由悬臂和悬臂末端的针尖组成。探针决定设备的分辨率和测量的精度。其中,针尖是尺度为纳米级别的锥形原子团。随着精细加工技术的发展,已能制造出各种形状和特殊要求(包括悬臂长度、宽度、弹性系数、针尖形状等参数)的探针。当针尖与样品产生相互作用时,会引起悬臂的摆动,当激光光源发出的激光照射在悬臂末端时,其反射光的位置也会因悬臂的摆动而产生偏移。这一偏移量就是通过光电检测器将其转变为电信号,以供控制器作信号处理。
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图2.4.3 激光反射检测系统[19]
2.扫描系统
AFM对样品扫描的精确控制是通过扫描器来实现的。扫描器中装有压电转换器,压电装置在X、Y、Z三个方向上可精确地控制样品或探针的位置。
3.反馈控制系统
在AFM系统中,信号经光电检测器取入后,会作为反馈信号进入反馈系统,从而驱使扫描器做适当移动,以保持样品与针尖保持合适的作用力。
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