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请问AFM的模拟软件中是如何计算探针的振幅的? 振幅误差和相位误差公式

请问AFM的模拟软件中是如何计算探针的振幅的?振幅误差和相位误差公式

AFM探针的操作模式

随着AFM技术的发展,各种新应用不断涌现。具体包括如下技术:

(1) 接触模式 (contact mode) 最早的模式,探针和样品直接接触,探针容易磨损,因此要求探针较软,即悬臂的弹性系数小,一般小于1N/m。

(2) 轻敲模式 (tapping mode) 也叫Dynamic Force或者Intermittant-contact。探针在外力驱动下共振,探针部分振动位置进入力曲线的排斥区,因此探针间隙性的接触样品表面。探针要求很高的悬臂弹性系数来避免与样品表面的微层水膜咬死。Tapping mode对样品作用力小,对软样品特别有利于提高分辨率。同时探针的寿命也较contact mode的稍长。

以上是最常用的AFM模式,别的模式还有很多:如

Lateral Force Microscopy(横向力显微镜,检测样品表面微区对探针横向的摩擦力,可以获得材料的力学性能),

Noncontact mode Force(非接触模式显微镜,与tapping mode基本相同,区别是非接触模式探针工作在力曲线的吸引区),

Force Modulation (力调制显微镜,探针对检测样品表面微区有很大的力,可以获得材料微区的弹性系数等力学性能),

CFM chemical force microscopy

EFM electric force microscopy

KFM Kelvin force microscopy

MFM magnetic force microscopy

SThM Scanning thermal microscopy

SCM Scanning capacitance microscope

SCPM Scanning chemical potential microscope

SEcM Scanning electrochemical microscope

SICM Scanning ion conductance microscope

SKPM Scanning Kelvin probe microscope

SThM Scanning thermal microscope

STOS Scanning tunneling optical spectrometer

各种模式和应用要求性能各异的探针,而探针的性能指标是决定显微镜分辨率的最关键的因素。

尺寸的AFM测量 是什么意思

AFM是Atomic Force Microscope的缩写,即原子力显微镜。

AFM利用微悬臂感受和放大悬臂上尖细探针与受测样品原子之间的作用力,从而达到检测的目的,具有原子级的分辨率。

由于原子力显微镜既可以观察导体,也可以观察非导体,从而弥补了扫描隧道显微镜的不足。原子力显微镜是由IBM公司苏黎世研究中心的格尔德·宾宁于一九八五年所发明的,其目的是为了使非导体也可以采用类似扫描探针显微镜(SPM)的观测方法。

原子力显微镜(AFM)与扫描隧道显微镜(STM)最大的差别在于并非利用电子隧穿效应,而是检测原子之间的接触,原子键合,范德瓦耳斯力或卡西米尔效应等来呈现样品的表面特性。

关于详细的AFM测量原理及其优缺点,请题主参考百度百科及其它网络资源。

AFM探针最大能测多深??

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AFM(原子力显微镜)的问题

以前做过这个试验,你可以参考一下

1、 设备信号来源:激光信号接收:PSD(Position Sensitive Detector)全称为位置传感检测器,输出的是模拟信号,线性度好、响应快。探针:在镀金的小矩形上,每头有一大一小的等腰三角形,探针三角形顶端,垂直于三角形平面,肉眼只能看到三角形,看不到探针,一个矩形上有四个探针可以使用。压电陶瓷:样品在测试过程中,三维方向的运动是通过三根压电陶瓷的位移产生信号放大、反馈、数据采集、显示2、 过程1、把用探针的小矩形用双面胶贴好,矩形伸出的长度一般为小于或接近长边的一半,用四个控制螺钉调节激光器,使激光照在三角形的边上,直到产生衍射条纹,并且衍射条纹在PSD左侧,不能在PSD光敏面上,倾斜方向 \ ,光斑中心居中,激光照在三角形边上达到衍射条件时将产生强的反射光;

2、用双面胶把待测样品粘在样品台上,双面胶要贴平,样品要测得地方不能太靠样品台中心,因为在测试时探针接触的位置不是在样品台的中心,然后把样品台固定在三根压电陶瓷构成的支杆上,适当转动样品台,使待测样品的中心与探针的位置相对;3、用粗调使试样向探针运动,此时为了观察可把激光关了,当接近至1~2mm时打开激光,使用细调,观察控制面板上PSD反馈信号、Z轴反馈信号的变化、衍射光斑的变化,但衍射光斑移动时说明已进入原子力的作用范围,应缓慢调节旋钮,在光斑移动迅速的时候应适当方向调节旋钮,防止调过,在PSD信号为1.6,Z轴反馈信号-200~-300时即可进行测试。

3、出现的问题和解决方法

3.1 Z轴反馈信号不稳定当在调节的时候Z轴反馈信号不稳定,而且跳动很大时,就不能进行测试,产生这样的情况主要可能有两点:1、表面状态特殊,适当旋转样品台,从新选择测试位置;2、探针松动,因为探针是用双面胶粘的,在测试过程中,来回运动将是探针松动,这时由于探针的不稳定跳动将使反馈信号不稳定;

3.2 光斑不对对光斑的主要要求有:

1)衍射条纹要清楚,这要通过调节四个旋钮达到良好的衍射;

2)光斑要在PSD的左边,如果不对可能是由于针粘的不平,重新调整针的位置,将针贴平;

3)光斑的中心位置不对,这可能针固定的位置不对,适当旋转粘贴探针的铁圈,针的位置中间和伸出的长度为长边的一半或小于一半;

4)如果在调节距离的时候光斑不仅出现左右运动还有明显的上下运动,可能是由于支撑探针的三角形边断裂,在达到原子力范围时探针受力不均,此时可更换探针。

3.3 反馈信号弱首先保证打开高压电源,如果反馈信号弱将导致图像不清甚至不能测试

1)电池电量不足,激光灯强度变弱;

2)确认反馈旋钮1~2圈,PSD旋钮2~4圈,在此前提下如果反馈信号弱可适当调大反馈旋钮;

3)光斑应在PSD的左侧接近光敏面而不应该在光敏面上;

4)激光器出现问题,更换激光器;

3.4 像问题首先要有一块标准样品,在出现问题的时候测试标准样品,确认设备的问题:

1)探针上被粘上东西,通过快速扫描,把探针上的东西甩掉;

2)探针长期使用,磨损了,更换探针;

3)测试过程中Z方向超出范围,可能是样品贴的不平或样品本身起伏大,这时重贴样品或者把样品台旋转位置.