Методы и средства измерений, испытаний и контроля. Часть 1. Дивин А.Г - 69 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

Рис. 3.10. Функциональная схема атомно-силового микроскопа

лизации этот способ обладает серьёзным недостатком: в нём велика

вероятность повреждения поверхности образца и кончика иглы.

В 1995 г. был предложен «неконтактный» режим, позволивший

достичь истинно атомного разрешения и снизить нагрузку на кончик

зонда и исследуемую поверхность. Этот режим реализуется путём из-

мерения параметров собственных колебаний кантилевера (резонанс-

ный частоты, затухания, сдвига фазы между приложенной возбуж-

дающей силой и смещением), игла которого находится достаточно

далеко от поверхности (десятки – сотни ангстрем) и взаимодействует с

ней посредством дальнодействующих сил Ван дер Ваальса. Колебания

кантилевера возбуждают при помощи пьезоманипулятора. Типичные

размеры кантилеверов лежат в диапазоне 10 ... 100 мкм (длина), 3 ...

10 мкм (ширина) и 0,1 ... 1 мкм (толщина). Эквивалентный радиус за-

кругления современных игл из алмаза или кремния, покрытого алмаз-

ной плёнкой, имеет типичное значение 10 … 30 нм, что в благоприят-

ных условиях достаточно для достижения атомного разрешения. Од-

нако стойкость иглы пока является серьёзной проблемой. Деформация

кантилевера измеряется оптическим методом, а именно, по отклоне-

нию лазерного луча, падающего на его тыльную поверхность, отра-

зившегося от неё, а затем при помощи зеркала, направленного через

щель на дифференциальный фотоприёмник (фотодиодную матрицу).

Сигнал фотоприёмника зависит, таким образом, от высоты исследуе-

мой поверхности. Перемещая стол вместе с объектом контроля отно-

сительно зонда, регистрируют одновременно сигнал фотоприёмника и