Mikroskop daya atom pengesanan laser
Prinsip asas mikroskopi daya atom adalah untuk menetapkan satu hujung mikrocantilever yang sangat sensitif kepada daya lemah, dan hujung yang satu lagi mempunyai hujung jarum yang kecil. Hujung jarum menyentuh sedikit permukaan sampel. Disebabkan oleh daya tolakan yang sangat lemah antara atom di hujung jarum dan atom pada permukaan sampel, mikrocantilever dengan hujung jarum akan turun naik dan bergerak ke arah yang berserenjang dengan permukaan sampel dengan mengawal pemalar. daya semasa pengimbasan. Dengan menggunakan kaedah pengesanan optik atau pengesanan arus terowong, perubahan kedudukan mikrocantilever yang sepadan dengan titik imbasan boleh diukur, dengan itu mendapatkan maklumat tentang morfologi permukaan sampel. Seterusnya, kami akan mengambil Mikroskop Daya Atom (Laser AFM), keluarga mikroskop probe pengimbasan yang biasa digunakan, sebagai contoh untuk menerangkan prinsip kerjanya secara terperinci.
Pancaran laser yang dipancarkan oleh diod laser difokuskan pada bahagian belakang julur melalui sistem optik, dan dipantulkan dari belakang julur ke pengesan kedudukan titik yang terdiri daripada fotodiod. Semasa pengimbasan sampel, disebabkan oleh daya interaksi antara atom pada permukaan sampel dan atom di hujung probe mikrocantilever, mikrocantilever akan bengkok dan turun naik dengan morfologi permukaan sampel, dan rasuk yang dipantulkan juga akan beralih. sewajarnya. Oleh itu, dengan mengesan perubahan kedudukan titik cahaya melalui fotodiod, maklumat tentang morfologi permukaan sampel yang diuji boleh diperolehi.
Sepanjang keseluruhan proses pengesanan dan pengimejan sistem, jarak antara probe dan sampel yang diuji sentiasa dikekalkan pada paras nanometer (10-9 meter). Jika jarak terlalu besar, maklumat pada permukaan sampel tidak boleh diperolehi. Jika jarak terlalu kecil, ia akan merosakkan probe dan sampel yang diuji. Fungsi gelung maklum balas adalah untuk mendapatkan kekuatan interaksi sampel probe daripada probe semasa proses kerja, menukar voltan yang digunakan dalam arah menegak pengimbas sampel, supaya sampel mengembang dan mengecut, menyesuaikan jarak antara probe dan sampel yang diuji, dan seterusnya mengawal kekuatan interaksi sampel probe, mencapai kawalan maklum balas. Oleh itu, kawalan maklum balas adalah mekanisme kerja teras sistem ini.
Sistem ini menggunakan gelung kawalan maklum balas digital. Pengguna boleh mengawal ciri gelung maklum balas dengan menetapkan beberapa parameter seperti arus rujukan, keuntungan integral dan keuntungan berkadar dalam bar alat parameter perisian kawalan.
Mikroskopi daya atom ialah alat analisis yang digunakan untuk mengkaji struktur permukaan bahan pepejal, termasuk penebat. Terutamanya digunakan untuk mengukur morfologi permukaan, potensi permukaan, daya geseran, viscoelasticity, dan lengkung I/V bahan, ia merupakan instrumen baharu yang berkuasa untuk mencirikan sifat permukaan bahan. Selain itu, instrumen ini juga mempunyai fungsi seperti manipulasi nano dan pengukuran elektrokimia.
