원자간력현미경(AFM)의 원리와 구조
힘 감지 장치 1개
원자현미경(AFM) 시스템에서 측정할 힘은 원자 사이의 반 데르 발스 힘입니다. 이 시스템에서는 원자간 힘의 변화를 감지하기 위해 마이크로 캔틸레버가 사용됩니다. 마이크로 캔틸레버에는 길이, 너비, 스프링 상수 및 팁 형상과 같은 지정된 매개변수가 있습니다. 샘플 특성 및 작동 모드에 따라 다양한 프로브가 선택됩니다.
2위치 검출 유닛
AFM 시스템에서는 팁과 샘플 사이에 상호 작용이 발생하면 캔틸레버가 편향됩니다. 레이저 빔이 캔틸레버의 자유단에 조사되면 캔틸레버의 편향에 따라 반사된 레이저의 위치가 변경되어 변위 신호가 생성됩니다. 레이저 스폿 위치 감지기는 이 변위를 기록하고 SPM 컨트롤러의 신호 처리를 위해 전기 신호로 변환합니다.
3 피드백 시스템
AFM 시스템에서 레이저 검출기에 의해 포착된 신호는 내부 조정 신호로 피드백 루프에 공급됩니다. 피드백 시스템은 일반적으로 압전 세라믹 튜브로 만들어진 스캐너를 구동하여 팁과 시료 사이에 일정한 상호 작용력을 유지하도록 적절하게 움직입니다.
AFM은 위의 세 가지 장치를 통합하여 샘플 표면 특성을 특성화합니다. 마이크로 캔틸레버는 팁과 샘플 사이의 상호 작용력을 감지합니다. 이 힘은 캔틸레버를 편향시킵니다. 레이저 빔이 캔틸레버 끝에 닿습니다. 편향은 반사된 빛을 이동시키고 변위를 생성합니다. 레이저 검출기는 변위를 기록하고 조정을 위해 피드백 시스템에 신호를 보냅니다. 마지막으로 샘플의 표면 특징이 이미지로 표시됩니다.
