Bimodal DubbelAC som Avbildar från AsylForskning

Täckte Ämnen

Bakgrund
Bimodal DubbelAC Avbilda-Hur den Fungerar
Återkoppling
Bimodal Avbilda Exempel
Grafit
DNA i Vätska
Avslutning

Bakgrund

Dubbelavbilda för AC encompasses en bred variation av tekniker. Vi har brutet att besegra dessa olika avbilda tekniker specifikt för att beskriva funktionsläget för olika applikationer. Bordlägga 1 förklarar de olika DubbelAC-teknikerna tillsammans med de behövda MFP--3Dprogramvaruinställningarna för att avbilda. För denna applikation notera, bimodal ska Dubbelavbilda endast för AC diskuteras.

 

 

MFP--3DProgramvaruInställningar

Teknik

Beskrivning

Frekvens 1 f1

Frekvens 2 f2

Kör 1-2

Funktionsläge: Drev

Bimodal

Kör den 1st och 2nd resonansen.

På eller nära grundresonans

På eller nära 2nd resonans

På-På

DubbelAC: Skaka

MFM

Bimodal med speciala fungeringsparametrar och en magnetisk cantilever.

På eller nära grundresonans

På eller nära 2nd resonans

På-På

DubbelAC: Skaka

Bimodal Passivum

Liknande till bimodal, men den 2nd resonansen övervakas endast, inte drivande.

På eller nära grundresonans

På eller nära 2nd resonans

På-Av

DubbelAC: Skaka

Harmonisk Aktiv

Liknande till bimodal, men ett högre harmoniskt drivande.

På eller nära grundresonans

f2=Nxf1 var N är ett heltal

På-På

DubbelAC: Skaka

Harmonisk Passivum

Högre harmoniskt övervakas enkelt, inte drivande.

På eller nära grundresonans

f2=Nxf1 var N är ett heltal

På-Av

DubbelAC: Skaka

DFRT

Genom att köra på en nedanför resonans för frekvens (A1) och another över (A2), ger A2EN-A1 ett fel signalerar oss kan använda för att spåra resonansfrekvensändringarna.

Litet nedanför grundresonans (A~Amax/2)

Litet ovanför grundresonans (A~Amax/2)

På-På

DubbelAC som ska Skakas

DFRT-PFM

Piezo teknik för SvarsStyrkaMicroscopy genom att använda det ovannämnt.

Litet nedanför grundresonans (A~Amax/2)

Litet ovanför grundresonans (A~Amax/2)

På-På

PFM: Dual AC som ska Gå i flisor

Bimodal DubbelAC Avbilda-Hur den Fungerar

Bimodal DubbelAC som avbildar takesfördel av böjligheten och, driver av det digitalt signalerar att bearbeta inom systemkontrollanten för MFP-3D AFM. Idén bak denna är enkel. Cantilevers är fördjupat mekaniskt anmärker och har många olika böjda resonant frekvenser. I förflutnan har använde atom- styrkamikroskop för AC typisk upphetsad av de funktionslägen, vanligt den lägsta frekvensen eller ”det grund” funktionsläget och därefter amplituden eller frekvensen av det funktionsläge som mata in för ett återkopplingssystem som kontrollerar detta prov avskiljandet. När amplituden av grunden vinkar, används, benämna ”Amplitud Modulerad AFM” (AM-AFM) har använts.

Figurera 1. Bimodal Dubbelfunktionslägeamplitud för AC som 2nd överdras på framförd AFM-topografi (överträffa), och grunden arrangerar gradvis avbildar överdrat på topografi (botten) av dendel- bränningen vaxar. Märka kickkontrasten som är synlig i den bimodal DubbelACEN för att avbilda, och släktingbristen av kontrast i grunden arrangerar gradvis. 4µm bildläsning.

En plockad gitarr stränger har högre böjda resonansar som är harmoniska, menande, som, om grundfunktionsläget är på en frekvens f0, den nästa resonansen är på 2f0, det nästa är på 3f0 och så vidare. För alla but mycket några mycket specialiserade typer är resonant frekvenser för cantilever non-harmoniska. Ändan och Jaschke såväl som Sarid ger trevligt granskar av cantilevermekaniker. Figurera 2 ger de teoretiska resonant frekvenserna för att dyka stiger ombord formade cantilevers för de första få resonant frekvenserna. De mätte resonant frekvenserna för två representativa cantilevers, Olympusen AC-240 (för lufta att avbilda) och Olympus Bio-Använder påtryckning (för vätska som avbildar) listas också.

Figurera 2. Teoretiska resonant frekvenser av dykning stiger ombord formade cantilevers benämner av grunden, w1en såväl som de resonant frekvenserna för Olympusen AC240 och Bio-Använder påtryckning in. I dessa fall instämm de teoretiska förutsägelsearna typisk med de mätte resultaten för att välla fram inom 10%.

En av de enklaste metoderna för att se verkställa av högre funktionslägen är att köra dem direkt, genom att använda det samma maskineriet ställer in som det som används, i att avbilda för AC. Som med AC som avbildar genom att använda den första resonant frekvensen, används amplituden av den mätte cantileveren på drevfrekvensen, som felet signalerar i en återkoppling kretsar. Alldeles et. förhöjd al. som observeras, arrangerar gradvis kontrast på en ta prov genom att använda den tredje resonant frekvensen av en triangulär cantilever. Crittenden o.a. har också undersökt genom att använda högre harmonilära för att avbilda, därför att svaret av den högre harmoniläran är skarpare än svaret av grundresonansen.

Om periodiska motbjudande växelverkan mellan spetsen och tar prov är ickelinjära, dem ska kopplar ihop vinkar in i högre harmonilära. Detta kan ge information om den mekaniska rekvisitan av ta prov. Under en vibrational singel AM-AFM cykla, spetsen tar prov typisk en spänna av styrkor, från det långt spänner attraktivt till det shortrange motbjudande. Om spetsen påverkar varandra med kort stavelse spännde motbjudande styrkorna, kan information om den mekaniska rekvisitan av ta prov erhållas.

För singelsvängningsfunktionsläget som avbildar, om arrangera gradvisförskjutningen är realiteten, är den bruklig att se till det avbilda funktionsläget, som ”förtjäna attraktivt” eller enkelt ”attraktivt”. Om arrangera gradvisförskjutningen är negationen, ses funktionsläget till som ”motbjudande”. För en tid sedan publicerade Rodriguez och Garcia en teoretisk simulering av enkontakt, attraktiv funktionslägeteknik var cantileveren var drivande på dess två lägsta resonant frekvenser. I deras simuleringar observerade de att arrangera gradvis av understödjafunktionsläget hade ett starkt beroende på den Hamaker konstanten av det materiellt som avbildades som antyder att denna teknik kunde vara det van vid extraktet som kemisk information om ytbehandlar att avbildas. Annat arbete av Garcias grupp har också visat att den compositional känsligheten av en AFM förhöjs av den samtidiga magnetiseringen av dess första två resonant frekvenser för det normala 1-2.

Figurera 3 shows grundidét av bimodal DubbelAC som avbildar funktionsläge genom att använda två typisk non-harmoniska resonant frekvenser av en cantilever. Cantileveren är drivande med en linjär kombination av sinusformiga spänningar, på eller nära de resonant frekvenserna, f1 och f2. Detta signalerar är van vid drev basera av en cantilever med en piezo ”skaka”. Experimenten som här anmäldes, upprepades med en magnetiskt aktiverad cantilever med liknande resultat. Det förväntas att andra aktiveringsmetoder, var två drevwaveforms kan summeds ska bevisar som effektivt. Resultera vinkar av cantileveren mätas med en placeraavkännare. Detta signalerar används i sin tur som mata in för två som är separata låsa-i förstärkare, var fungerageneratorn f1 används, som en hänvisa till för ett lockin och f2 används som en hänvisa till för annat. Som tillverkas av lockinförstärkarna, det Kartesiskt, i-arrangerar gradvis däribland, och quadraturen parar (x1, y1, x2, y2) och polar amplitud och arrangerar gradvis (A1, Ø1, A2, Ø2) kritiska anmärkningar av cantileveren vinkar på tvåna eller mer frekvenser kan därefter passeras på till kontrollanten, var de kan visas, sparat, kombinerat med annat signalerar, och använt i återkoppling kretsar.

Figurera 3. I bimodal DubbelAC är cantileveren både drivande och mätt på två (eller mer) frekvenser. Den sinusformiga ”skaka” spänningen är en summa av spänningar på frekvenser f1 och F.2 Cantileveravböjningen innehåller därefter information på båda av de frekvenser, som visat i det rött bukta. Amplituden och arrangerar gradvis på de två frekvenserna avskiljs därefter igen av de två lockinsna och passeras på till kontrollanten. Kontrollanten kan använda en, eller båda av de resonant frekvenserna som fungerar en återkoppling, kretsar.

Återkoppling

Som med konventionell AC som avbildar, används amplituden av cantileveren, som återkopplingsfelet signalerar. Det finns en skillnad här, emellertid, sedan det finns två amplituder - en på varje drevfrekvens. De initiala resultaten framlägger arrangerar gradvis vi bruk amplituden av grundfrekvensen1 A, som återkopplingsfelet signalerar, och grunden arrangerar gradvis1 Ø, amplituden A för resonant frekvens2 för understödja och Ø, 2 som ”bära-Along” signalerar. att Vända om detta och att använda den högre amplituden för resonant frekvens som en återkoppling och att bära grundamplituden och arrangerar gradvis kan along också intressant resultat för avkastning. Summan allra av amplituderna som felet signalerar också tillåtet stabilt avbilda.

Ett intressant särdrag av denna mätning är att bearbeta för signalera kan utföras på de samma cantileveravböjningsdatan strömmer för varje böjt funktionsläge. Med ett digitalt lockingenomförande till exempel, detta antyder att samma placerar den känsliga avkännaren och den A/D omformaren (så länge som den har den tillräckliga bandbredden för det högre funktionsläget) kan vara van vid information om extrakt angående de distinkt resonant frekvenserna.

Bimodal Avbilda Exempel

Grafit

Figurera 4 shows som 30µm avbildar gjort på en högt orienterad pyrolitic grafit (HOPG) ytbehandlar. Cantileveren var en cantilever för silikoner AC-240 från Olympus. Den var drivande på grunden (f~69.5kHz1, A~8nm1) och understöder resonant frekvens (f~405kHz2, A~8nm2). Inga viktiga skillnader observerades för liknande cantilevers som avbildar grafiten, ytbehandlar. Z-Återkopplingen kretsar fungerades genom att använda grundamplituden A, 1 som felet signalerar. Topografin (A) visar att de förväntade terrasserna som avskiljs av den atom- singeln eller multipeln kliver. Den första funktionslägeamplituden (B) kanaliserar liknar en filtrerad kick-passera avbildar av topografin. Grunden arrangerar gradvis avbildar shows (C) som, per genomsnitt arrangera gradvis fängelsekunden av ~34° och mycket lite variation (≤1°-standardavvikelse) som antyder att cantileveren var konsekvent i motbjudande funktionsläge. Igen finns det mycket lite kontrast i grunden arrangerar gradvis avbildar. Understödjafunktionslägeamplituden avbildar (D) har emellertid viktig kontrast, med brett lappar visningregioner var A2, understödjafunktionslägeamplituden, förminskades by spets-tar prov växelverkan. En tredimensionell tolkning av ytbehandlatopografin (A) med understödja som amplitud för resonant frekvens (D) ”som målas” på framförd, ytbehandlar (E) låter kickkontrasten understöder funktionslägedata som ska korreleras med topografin. Även Om (E) gör det att göra klar, finns det en kickgrad av korrelationen, där är också gränser i understödjafunktionslägeamplituden som verkar för att ha ingen anslutning till topografiska särdrag.

Figurera 4. Grafiten avbildar olika avbilda funktionslägen för A--Dvisning (överträffa) och bimodal Dubbelfunktionslägeamplitud för AC som 2nd överdras på AFM framförd topografi (botten), den 30µm bildläsningen.

DNA i Vätska

Bimodal DubbelAC som också avbildar arbeten väl för AM-AFM som avbildar i vätskor. En kick - täthetΛ-Sammandrag som deoxyribonucleic syra (DNA) tar prov, var förberett i ett tätt mattt på nytt kluven mica. Figurera 5 shows svaret av 60µm som långa Olympus Bio-Använder påtryckning i vätska som är drivande på dess grundresonans (f~8.5kHz1, A~8nm1) och på dess understöder funktionsläget (f~55kHz2, A~5nm2) i DNAEN fungera som buffert lösningen. Topografin (A) visar att ett tätt mattt av materiellt på ytbehandla med inget klart strandar av synlig DNA. På motsvarande sätt signalerar grundamplituden (B), kanalisera som används för återkopplingsfelet, shows som ingen detalj strukturerar. Grunden arrangerar gradvis kanaliserar subtil kontrast för shows (C) mellan bakgrunden och en strukturera, som visar, antyder av att vara strandar av DNA-molekylar. Showsna för understödjafunktionslägeamplitud (D) görar klar, kickkontrast avbildar av den samma DNAEN strandar. Strandar syns mörkret som motsvarar till ett ökande skingrande. Detta är jämnt med DNAEN strandar att vara litet mindre som är destinerat till ta prov och thus kompetent att absorbera någon av energin för resonant frekvens för understödja. Igen tolkning som topografin i tre dimensionerar och måla den tillåtna understödjafunktionslägeamplituden överst (E) topografin och understöder funktionslägeamplitud som rumsligt ska korreleras.

Figurera 5. Arrangerar gradvis topografi (A), amplitud för grund (B), grund (C), (D) bimodal DubbelAC understöder funktionslägeamplitud av DNA, bildläsningen 750nm. (E) Understödja funktionslägeamplituddata som överdras på framförd AFM-topografi.

Avslutning

Genom att mäta cantileversvaret på två olika frekvenser, är det möjligheten som in ser skillnaden, till exempel signalerar arrangera gradvis på grunddrevfrekvensen och på en drevfrekvens för högre funktionsläge. I framtiden kan detta hjälpa med att dra ut frekvens-anhörigen mekanisk rekvisita av ta prov. Viktiga kontrastskillnader kan observeras, genom att fungera en motbjudande cantilever för funktionsläge AM-AFM på mer än en av dess böjda resonansar. Som forskning fortsätter, lärer vi constantly mer om Bimodal DubbelAC. KontaktAsylForskning som ska läras om de senaste upptäckterna och applikationerna på denna teknik.

Källa: Bimodal DubbelAvbilda för AC™
En färdig uppsättning av hänvisar till kan finnas, genom att se till källdokumentet
För mer information på denna källa behaga besökAsylForskning

Date Added: May 7, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 18:32

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit