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原子力显微镜测量架构

2018.7.31

原子力显微镜测量架构


AFM 的探针一般由悬臂梁及针尖所组成,主要原理是由针尖与试片间的原子作用力,使悬臂梁产生微细位移,以测得表面结构形状,其中最常用的距离控制方式为光束偏折技术。AFM 的主要结构可分为探针、偏移量侦测器、扫描仪、回馈电路及计算机控制系统五大部分。AFM 探针长度只有几微米长,探针放置于一弹性悬臂 (cantilever)末端,探针一般由成份 Si 、 SiO 2 、 SiN 4 、纳米碳管等所组成,当探针尖端和样品表面非常接近时,二者之间会产生一股作用力,其作用力的大小值会随着与样品距离的不同而变化,进而影响到悬臂弯曲或偏斜的程度,以低功率雷射打在悬臂末端上,利用一组感光二极管侦测器(Photo detector) 测量低功率雷射光反射角度的变化,因此当探针扫描过样品表面时,由于反射的雷射光角度的变化,感光二极管的二极管电流也会随之不 同 ,由测量电流的变化,可推算出这些悬臂被弯曲或歪斜的程度,由输入计算机计算可产生样品表面三维空间的一张影像。



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