원자력 현미경의 작동 원리와 응용
1, 기본 원리
원자힘 현미경은 시료 표면과 미세한 탐침 끝 사이의 상호 작용력(원자력)을 사용하여 표면 형태를 측정합니다.
프로브 팁은 작고 유연한 캔틸레버 위에 있으며 프로브가 샘플 표면에 접촉할 때 생성되는 상호 작용은 캔틸레버 편향의 형태로 감지됩니다. 샘플 표면과 프로브 사이의 거리는 3-4nm 미만이며, 둘 사이에서 감지되는 힘은 10-8N 미만입니다. 레이저 다이오드의 빛은 캔틸레버 뒷면에 집중됩니다. 캔틸레버가 힘의 작용으로 구부러지면 반사된 빛이 편향되고 위치 감지 광검출기가 각도를 편향시키는 데 사용됩니다. 그런 다음 수집된 데이터는 컴퓨터로 처리되어 샘플 표면의 3차원 이미지를 얻습니다.
완전한 캔틸레버 프로브를 압전 스캐너로 제어되는 샘플 표면에 배치하고 수평 정확도에서 0.1 nm 이하의 단계 폭으로 세 방향으로 스캔합니다. 일반적으로 샘플 표면을 자세히 스캔할 때(XY축) 캔틸레버의 변위 피드백에 의해 제어되는 Z-축은 고정되어 변경되지 않습니다. 스캐닝 반응에 대한 피드백을 제공하는 Z-축 값은 처리를 위해 컴퓨터에 입력되어 샘플 표면의 관찰 이미지(3D 이미지)가 생성됩니다.
원자력현미경의 특성
1. 고해상도- 성능은 주사전자현미경(SEM) 및 광학 거칠기 측정기의 성능을 훨씬 능가합니다. 샘플 표면의 3{3}차원 데이터는 연구, 생산 및 품질 검사에서 점점 더 미세한 요구 사항을 충족합니다.
2. 비파괴적이며 프로브와 샘플 표면 사이의 상호 작용력은 10{4}}8N 미만이며 이는 기존 스타일러스 거칠기 측정기의 압력보다 훨씬 낮습니다. 따라서 시료가 손상되지 않으며 주사전자현미경의 전자빔 손상 문제도 없습니다. 또한, 주사전자현미경은 비전도성 샘플에 코팅 처리가 필요한 반면, 원자력 현미경은 그렇지 않습니다.
3. 응용 범위가 넓어 표면 관찰, 크기 측정, 표면 거칠기 측정, 입자 크기 분석, 돌기 및 피트의 통계 처리, 성막 조건 평가, 보호층의 크기 단차 측정, 층간 절연막의 평탄도 평가, VCD 코팅 평가, 배향막의 마찰 처리 공정 평가, 결함 분석 등에 사용할 수 있습니다.
4. 소프트웨어는 강력한 처리 기능을 갖추고 있으며 3D 이미지 표시 크기, 시야각, 표시 색상 및 광택을 자유롭게 설정할 수 있습니다. 그리고 네트워크, 등고선, 선 표시를 선택할 수 있습니다. 이미지 처리의 매크로 관리, 단면 형태 및 거칠기 분석-, 형태 분석 및 기타 기능.
