Mikroskop kekuatan atom deteksi laser
Prinsip dasar mikroskop gaya atom adalah memperbaiki salah satu ujung mikrokantilever yang sangat sensitif terhadap gaya lemah, dan ujung lainnya memiliki ujung jarum kecil. Ujung jarum sedikit menyentuh permukaan sampel. Karena gaya tolak menolak yang sangat lemah antara atom di ujung jarum dan atom di permukaan sampel, mikrokantilever dengan ujung jarum akan berfluktuasi dan bergerak ke arah tegak lurus permukaan sampel dengan mengontrol konstanta. kekuatan selama pemindaian. Dengan menggunakan metode deteksi optik atau deteksi arus terowongan, perubahan posisi mikrokantilever yang sesuai dengan titik pemindaian dapat diukur, sehingga memperoleh informasi tentang morfologi permukaan sampel. Selanjutnya, kita akan mengambil Mikroskop Kekuatan Atom (Laser AFM), sebuah keluarga mikroskop probe pemindai yang umum digunakan, sebagai contoh untuk menjelaskan prinsip kerjanya secara rinci.
Sinar laser yang dipancarkan oleh dioda laser difokuskan pada bagian belakang kantilever melalui sistem optik, dan dipantulkan dari bagian belakang kantilever ke detektor posisi titik yang terdiri dari fotodioda. Selama pemindaian sampel, karena gaya interaksi antara atom pada permukaan sampel dan atom di ujung probe mikrokantilever, mikrokantilever akan membengkok dan berfluktuasi seiring dengan morfologi permukaan sampel, dan sinar pantul juga akan bergeser. demikian. Oleh karena itu, dengan mendeteksi perubahan posisi titik cahaya melalui fotodioda, dapat diperoleh informasi morfologi permukaan sampel yang diuji.
Sepanjang seluruh proses deteksi dan pencitraan sistem, jarak antara probe dan sampel yang diuji selalu dijaga pada tingkat nanometer (10-9 meter). Jika jaraknya terlalu jauh, informasi pada permukaan sampel tidak dapat diperoleh. Jika jaraknya terlalu kecil, maka akan merusak probe dan sampel yang diuji. Fungsi loop umpan balik adalah untuk mendapatkan kekuatan interaksi sampel probe dari probe selama proses kerja, mengubah tegangan yang diberikan ke arah vertikal pemindai sampel, sehingga membuat sampel mengembang dan berkontraksi, mengatur jarak. antara probe dan sampel yang diuji, dan pada gilirannya mengontrol kekuatan interaksi sampel probe, mencapai kontrol umpan balik. Oleh karena itu, kontrol umpan balik merupakan mekanisme kerja inti dari sistem ini.
Sistem ini mengadopsi loop kontrol umpan balik digital. Pengguna dapat mengontrol karakteristik loop umpan balik dengan mengatur beberapa parameter seperti arus referensi, penguatan integral, dan penguatan proporsional di toolbar parameter perangkat lunak kontrol.
Mikroskop gaya atom adalah instrumen analisis yang digunakan untuk mempelajari struktur permukaan bahan padat, termasuk isolator. Terutama digunakan untuk mengukur morfologi permukaan, potensi permukaan, gaya gesekan, viskoelastisitas, dan kurva I/V material, ini adalah instrumen baru yang kuat untuk mengkarakterisasi sifat permukaan material. Selain itu, instrumen ini juga memiliki fungsi seperti manipulasi nano dan pengukuran elektrokimia.
