현미경의 콘덴서 리프팅 메커니즘 문제 해결
원자력 현미경의 기본 원리는 약한 힘에 매우 민감한 마이크로 캔틸레버의 한쪽 끝을 고정하고, 다른 쪽 끝에 작은 프로브 팁을 장착하는 것입니다. 팁이 시료 표면에 부드럽게 닿습니다. 프로브 팁의 원자와 샘플 표면의 원자 사이의 매우 약한 반발력으로 인해 스캐닝 중에 이 힘을 일정하게 유지함으로써 팁이 있는 마이크로 캔틸레버는 팁과 샘플 표면 원자 사이의 상호 작용력에 의해 정의된 등전위 표면을 따라 샘플 표면에 수직으로 위아래로 움직입니다. 광학 검출 또는 터널링 전류 검출 방법을 사용하여 각 스캐닝 지점에서 마이크로 캔틸레버의 위치 변화를 측정하여 샘플의 표면 지형에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 다음에서는 스캐닝 프로브 현미경 제품군에서 일반적으로 사용되는 힘 감지용 레이저 빔 편향(Laser-AFM)을 사용하는 원자력 현미경을 사용하여 작동 원리를 자세히 설명합니다.
시스템의 전체 이미징 및 감지 프로세스 전반에 걸쳐 프로브와 테스트 샘플 사이의 거리는 나노미터 규모(10⁻⁹m)로 유지됩니다. 거리가 너무 크면 샘플의 표면 정보를 얻을 수 없습니다. 거리가 너무 작으면 프로브와 테스트 샘플이 모두 손상됩니다. 피드백 루프의 기능은 다음과 같습니다. 작동 중에 프로브로부터 프로브-샘플 상호 작용 힘의 크기를 수신하고 샘플 스캐너의 수직 축에 적용되는 전압을 조정합니다. 이는 샘플을 확장하거나 수축시켜 프로브-샘플 분리를 조절하고 결과적으로 프로브-샘플 상호 작용 힘의 크기를 안정화하여 피드백 제어를 실현합니다. 따라서 피드백 제어는 이 시스템의 핵심 작동 메커니즘을 구성합니다.
이 시스템은 디지털 피드백 제어 루프를 채택합니다. 사용자는 제어 소프트웨어의 매개변수 도구 모음에서 기준 전류, 적분 이득, 비례 이득을 포함한 매개변수를 설정하여 피드백 루프의 특성을 제어할 수 있습니다.
