Наноразмерные структуры: классификация, формирование и исследование. Булыгина Е.В - 52 стр.

                                     feff =fo (1-F’(z)/ko)1/2
     где feff есть новое значение резонансной частоты кантилевера с номинальной величиной
жесткости ko, а F’(z) - градиента силы взаимодействия кантилевера с образцом. Величина z
представляет эффективный зазор зонд-образец, для случая сил притяжения величина df = feff -
fo отрицательна.




                            Рис.6.17. АСМ – бесконтактные методы
    Если возбуждающая частота колебаний кантилевера fset >fo, то сдвиг резонансной частоты
в сторону меньших значений приводит к уменьшению амплитуды колебаний fset кантилевера с
частотой fset при приближении к образцу. Эти изменения амплитуды A используются в
качестве входного сигнала в системе обратной связи. Для получения сканированного
изображения по методу БК ССМ необходимо, прежде всего, выбрать некую амплитуду Aset в
качестве уставки, при этом Aset < A(fset) когда кантилевер находится вдали от поверхности
образца. Система обратной связи подводит кантилевер поближе к поверхности, пока его
мгновенная амплитуда A не станет равной амплитуде Aset при заданной частоте возбуждения
колебаний fset. Начиная с этой точки может начаться сканирование образца в x–y плоскости с
удержанием системой обратной связи A = Aset = constant для получения БК ССМ изображения.
Система обратной связи подводит кантилевер ближе к образцу (в среднем) если Aset
уменьшается в какой-либо точке, и отодвигает кантилевер от образца (в среднем) если Aset
увеличивается. В целом, как следствие вышеизложенной модели в пределе малых A
сканированное изображение может рассматриваться как рельеф постоянного градиента силы
взаимодействия зонд-образец. Метод БК ССМ обладает тем преимуществом, что зонд не
контактирует с образцом и поэтому не разрушает его и не искажает его изображения. В
частности, это может быть важным при исследовании биологических образцов.
    Электро-силовая Микроскопия (ЭСМ): может быть использована в нескольких
вариантах, в зависимости от типа исследуемого образца и вида необходимой информации.
    Наиболее распространеной является Бесконтактная ЭСМ, основанная на двухпроходной
методике. На втором проходе кантилевер приводится в колебательное состояние на
резонансной частоте, при этом кантилевер заземлен или находится под действием постоянного
смещения потенциала V. Емкостная сила взаимодействия зонд-образец (или скорее ее
производная) приводит к сдвигу резонансной частоты. Соответственно амплитуда колебаний
кантилевера уменьшается и фаза его колебаний сдвигается. При этом и амплитуда и фаза
колебаний могут быть измерены и использованы для отображения распределение
электрического потенциала по поверхности образца.
                                                                                        6