响应式图像

接触模式-恒力模式

接触操作模式下,扫描中的悬臂偏转会反射作用在尖端上的排斥力。

在胡克定律下,作用在尖端上的推斥力F与悬臂挠度值x有关:F = -kx,其中k是悬臂弹簧常数。不同悬臂的弹簧常数通常在0.01到几个N / m之间变化。

在我们的设备中,垂直悬臂挠度值是通过光学配准系统测量的,并转换为电信号DFL。在接触模式下,DFL信号用作表征尖端与表面之间相互作用力的参数。DFL值与作用力之间存在线性关系。在恒力运行模式下,悬臂的偏转由反馈电路保持在预设值上。因此,扫描仪在扫描过程中的垂直位移反映了所研究样品的形貌。

恒力模式具有一些优点和缺点。

恒力模式的主要优点是可以与地形其他特征同时进行高分辨率测量- 摩擦力扩展阻力等。

恒力模式也有一些缺点。扫描速度受反馈系统响应时间的限制。当探索软样品(如聚合物,生物样品,Langmuir-Blodgett薄膜等)时,由于探针扫描头直接与表面接触,它们可能会被划伤而损坏。因此,在扫描软的非均质样品时,样品表面的局部挠曲会发生变化。结果,可以证明所获得的样品的形貌变形。由液体吸附层施加的大量毛细作用力可能会降低分离度。

参考文献

  1. Magonov, Sergei N. Surface Analysis with STM and AFM. Experimental and Theotetical Aspects of Image Analysis.VCH 1996.