响应式图像

相位成像模式

Binnig [1]最早预见到带有摆动悬臂的扫描力显微镜的使用。在工作中[2,3]实现了用振荡悬臂扫描的早期实验实现。证明了力梯度对悬臂频率偏移的影响以及非接触扫描样品表面的可能性。还必须注意,Durig在STM尖端[4]的影响下研究了振荡悬臂的频移。

在[2]中,还证明了在悬臂振动幅度突然减小的情况下材料感测的可能性。在[4]中证明了不仅可以以吸引力而且可以以排斥力扫描样品表面。振荡频率随感测排斥力的变化相对较小,这意味着在振荡下悬臂尖端与样品表面的接触不是恒定的。仅在振荡的一小部分时间内,尖端“感觉到”接触排斥力。尤其涉及振幅相对较高的振荡。以这种方式摆动的悬臂扫描样品表面并非非接触,而是间歇性接触。

当振动中的探针尖端接触样品表面时,它不仅会受到排斥,还会受到粘合剂,毛细管和其他一些力的作用。因此,尖端与样品表面的相互作用不仅导致频率,而且还导致相移。如果样品表面不均匀,则必须在扫描样品表面下进行相移。样品表面扫描下相移的分布反映了样品材料特性的分布。记录扫描中的相移时的这种操作模式(相衬成像模式)对于材料研究非常有用。

相成像模式为广泛的应用提供了有价值的信息,在某些情况下还提供了对比度,而材料的特性却无法提供对比。例如,此模式用于生物对象,具有磁性和电特性的样本以及许多其他样本。


References

  1. US Pat. 4724318.
  2. J. Appl. Phys. 61, 4723 (1987).
  3. Appl. Phys. Lett. 53, 2400 (1988).
  4. Phys. Rev. Lett. 57, 2403 (1986).