접촉형과 TappingMode 원자 군대 현미경 검사법의 기본

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목차

소개
접촉형 AFM
TappingMode AFM
Bruker에 관하여

소개

원자 군대 현미경 검사법은 (AFM) 극단적으로 고해상에 표면을 성격을 나타내기 위하여 이용된 기술 입니다. 예리한 탐사기는 견본을 가진 가까운 근접으로 분석되는 주어집니다. 탐사기와 견본은 점방식 패턴에서 서로에 관련된 그 때, 양은 신중한 위치 (화소)에 연속되는 형식에서 측정됩니다. 숫자 1은 AFM 시스템에 있는 탐사기의 개략도를 보여줍니다.

AFM에서 사용되는 공가 끝 집합의 숫자 1. 개략도.

끝과 견본 표면 사이 상호 작용은 붙어 있던 외팔보의 자유로운 끝의 진지변환을 감시해서 측정됩니다. 이것을 달성하는 몇몇 계획이 있습니다. 외팔보의 조정 끝은 동적인 화상 진찰 최빈값을 가능하게 하는 작은 액추에이터에 거치한 공전 또는 일 수 있습니다. 공가/탐사기는 그것의 작동 도중 변경한 고아한 닫힌 루프 의견 시스템의 일부분입니다 (숫자 2)를 보십시오.

숫자 2. AFM에 있는 상호 작용 군대를 통제하는 되먹임 루프의 구역 도표.

공가 진지변환 센서를 통해서 측정된 끝 견본 상호 작용은 외부 소요입니다. 크기는 사용자 입력, setpoint 가치에 의해 결정됩니다. 전통적인 AFM에서 setpoint 화상 진찰 군대를 나타냅니다. 요구된 setpoint 유래 과실 신호 (또는 과실 신호를 극소화하기 위하여 z piezo 모는 비례 완전하 미분 의견 관제사에 의해 (PID) setpoint와 실제적인 가치 사이 다름을) 가공해서 실현됩니다.

접촉형 AFM

접촉형은 스캐닝 용량 최빈값, 스캐닝 퍼지는 저항 최빈값, 등등으로 또한 추가 최빈값의 기본적인 기초 이해할 것이다 (SCM) 뿐만 아니라 가장 쉬운 AFM 최빈값 (SSRM) 입니다. 전형적인 AFM 외팔보는 숫자 3.에서 보입니다.

끝 견본 군대에 기인하는 외팔보의 숫자 3. 편향도

레버의 작은 (모난) 운동은 외팔보 떨어져 반영되고 균열 광검출기에 숫자 4.에서 보이는 것처럼 지시되는 레이저 광선에 의해 일반적으로 측정됩니다.

광원, 외팔보 및 빛 레버 AFM 검출 시스템의 기본 분대를 재조립하는 사진 검출기의 숫자 4. 개략도.

군대 거리 곡선은 접촉형을 설명하는 기본적인 AFM 작동 입니다. 군대 곡선의 개략도는 숫자 5.에서 묘사됩니다.

숫자 5. 군대 거리 곡선. (빨간) 접근은 오른쪽 (파랑) 곡선을 보입니다 철회하고. 총 접촉 군대 접착 뿐 아니라 적용되는 짐 에 의지하고 있다는 것을 유의하십시오.

그들자신에 있는 군대 곡선은 접착과 수락과 같은 다양한 견본 속성을 제시합니다. 군대 양 화상 진찰 최빈값은 군대 곡선의 화소 에 의하여 화소 분석에 근거를 둡니다. 그러나 그것은 그것의 저속 사용된 수시로 때문이. 곡선 일반적인 힘의 사용은 "점 및 싹" 형식에 있는 SPM 화상 진찰의 양식 어떤과 조화하여 입니다.

점방식 검사가 상대 끝 및 견본, 접촉형 화상 진찰 능력을 발휘하는 동안 setpoint 불변의 것을 지키기. 여기에서 결점은 견본에 발휘된 횡력 확실히 높을 수 있습니다입니다. 이것은 상대적으로 느슨하게 붙어 있던 객체의 견본 손상 또는 운동 귀착될 수 있습니다. 그 문제에 해결책은 외팔보 TappingMode 화상 진찰로 이끌어 낸 화상 진찰 도중 전류를 고주파로 변환시키기 위한 것이었습니다.

TappingMode AFM

외팔보와 표면 아주 높은 옆 해결책 사이 높 옆 군대가 있의 문제는 끝 접촉이 있어서 표면 단지 단기간에 해결될 수 있어, 따라서 표면을 통해 횡력 그리고 드래그의 문제점을 피하. 이 최빈값은 TappingMode AFM로 그러므로 불렸습니다.

외팔보의 전형적인 응답 곡선은 숫자 6. 점거 증폭기에서를 가진 TappingMode 전형적인 작동이 진폭 변조 탐지를 사용하여 실행되는 보입니다.

숫자 6. 위에 그리고 가깝의 TappingMode 외팔보의 공명 곡선 표면에. 주파수를 낮추기 위하여 공명이 이동하고 진폭에 있는 투하를 전시한다는 것을 유의하십시오.

직접 군대는 TappingMode에서 측정되지 않습니다. 숫자 7에서 보인 곡선은 단거리 불쾌한 장거리 인력을 추가해서 구성됩니다.

TappingMode에 있는 전류를 고주파로 변환시키는 외팔보의 움직임을 강조하는 숫자 7. 군대 곡선.

상호 작용을 경험하고 있는 동안 끝과 견본 사이 군대 곡선 또는 직접 군대는 TappingMode AFM에 의해 실제로 측정되지 않습니다. 점거 증폭기가 보고되더라도 TappingMode AFM는 많은 상호 작용의 군대 그리고 단지 평균 반응의 직접 통제에 있는 없이 상호 작용하는 이 곡선에 앞뒤로 움직이는 전류를 고주파로 변환시킵니다.

공가 진폭의 감소는 끝 및 견본이 접근할 때 측정될 수 있습니다. 이것은 유해하지 않더라도, 특정 견본 속성에 주어지고 명백하게 할당될 수 있는 견본 지세 저쪽에 정보를 제한합니다.

TappingMode 작동에 있는 원래 불안정한 의견 상황에 의하여 몇몇을의 검사 조정 자동화하 것을 어려운 합니다. 군대는 정상 상태 상황에서 지워질 때 변화할 수 있습니다. 끝 진폭 더 높고, 더 높은 에너지 레버와 화상 진찰 군대에서 저장되는. 온도 변화 때문에 편류하십시오 그리고/또는 유동급은 영향을 액체에 있는 작동 바꿉니다.

의견 AFM에서 믿을만한 정보를 달성하기 위하여 시스템을 조정하는 것이 필수적 입니다. 접촉형 검사는 TappingMode 검사 보다는 TappingMode에는 복잡한 전류를 고주파로 변환시키기 시스템이 있기 때문에 더 쉽게 통제될 수 있습니다.

TappingMode에서 화상 진찰 매개변수를 자동적으로 조정하는 과거 시도가 하는 동안, TappingMode가 공가 역동성이 상대적으로 복잡한 공가 공명 주파수에 작동하기 때문에 일반적으로 AFMs로 공부된 견본의 넓은 범위를 위한 그밖 입증된 방법이 없습니다.

두드리는 역동성은 견본 속성에 강하게 달려 있습니다. 견본의 단단한 부분을 위한 의견 진동은 또한 견본의 연약한 부분의 잘 조정한 되먹임 루프에 견본의 각 부분을 위한 매개변수의 최적화가 아주 어렵기 때문에 기인할 수 있습니다. 더욱, 공가 공명의 장시간 불변의 것 (밀리세컨드)는 또한 각 화상 진찰 점에 즉석 최적화를 방지합니다. 접촉형 화상 진찰의 직접 군대 통제 및 이렇게 추가된 가용정보는 TappingMode에서 분실됩니다. TappingMode는, 그러나, 그것에게 AFM에 있는 지배적인 화상 진찰 최빈값을 현재까지 만든 횡력 화상 진찰의 명백한 이득을 자유롭게 제안합니다.

Bruker에 관하여

Bruker Nano 표면은 그들의 강력한 디자인 및 사용 용이를 위한 그밖 상업적으로 이용 가능한 시스템에서 우수한 원자 군대 현미경/스캐닝 탐사기 현미경 (AFM/SPM) 제품을 제공합니다, 하는 동안 고해상 유지. 우리의 계기 전부의 일부분인, NANOS 측정 헤드는 표준 연구 현미경 목적 보다는 아니 더 크다 준비 콤팩트를 이렇게 만드는 공가 편향도 측정을 위한 유일한 광파이버 간섭계를 채택합니다.

이 정보는 Bruker 계속 Nano 표면에 의해 제공된 물자에서 sourced, 검토해서 그리고 적응시켜 입니다.

이 근원에 추가 정보를 위해, Bruker Nano 표면을 방문하십시오.

Date Added: May 18, 2012 | Updated: Jan 23, 2014

Last Update: 23. January 2014 11:17

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