標(biāo)題：微懸臂非接觸模式來(lái)檢測(cè)表面粗糙度儀器
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作者:yiyi發(fā)布
時(shí)間:2016-6-27 13:09:07
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正文:
微懸臂非接觸模式來(lái)檢測(cè)表面粗糙度儀器
在接觸模式中，微懸臂變形非常敏感，并與直流反饋放大器所設(shè)置
的變形值相對(duì)比。如果測(cè)得變形值與設(shè)定值不同，反饋放大器給壓電管
施加電壓，使樣品相對(duì)于針尖升高或降低，以恢復(fù)到設(shè)定的變形值。反
饋放大器施加到壓電管上的電壓用來(lái)檢測(cè)樣品表面起伏物的高度，它也
是樣品水平方向位置的函數(shù)。少數(shù)設(shè)備在超真空中操作，大多數(shù)設(shè)備在
大氣壓下或液體中操作。接觸模式的問(wèn)題是探針施加在樣品上過(guò)高的接
觸力。影響程度可通過(guò)縮小探針對(duì)樣品的接觸力來(lái)減小，但實(shí)際上在接
觸力的幅值上存在限制，使用者在一般環(huán)境下操作時(shí)，在一定情況下可
以對(duì)接觸力加以控制。在一般環(huán)境條件下，樣品表面覆蓋有吸附性氣體
，主要有水蒸氣和氮?dú)�，�?0～30單層厚。當(dāng)探針接觸這層污染表面，
會(huì)形成彎月形液面，微懸臂由表面張力拉向樣品表面。力的大小取決于
探針針尖的幾何結(jié)構(gòu)，但一般在100nN的量級(jí)�？赏ㄟ^(guò)對(duì)探針和部分樣
品進(jìn)行操控，或?qū)⒄麄�(gè)樣品全部浸入液體中，使彎月形力和其他吸引力
相互抵消。將微懸臂和樣品浸入液體中操作AFM有很多好處，這些優(yōu)點(diǎn)
包括排除了毛細(xì)力、減少了范德瓦爾斯力和技術(shù)或生物學(xué)層面上研究固
液界面上重要過(guò)程的能力。但是液體模式下操作AFM也存在明顯不足之
處，有泄露的危害以及其他基本性的問(wèn)題，如對(duì)水和敏感生物樣本的損
害。
此外，包括半導(dǎo)體和絕緣體一大類樣品，能夠捕獲靜電荷(部分電
荷在液體中被散逸或屏蔽)。這些電荷會(huì)在探針與樣品間產(chǎn)生附加的吸
引力。所有力復(fù)合在一起，在垂直方向形成一個(gè)合力，這個(gè)合力可通過(guò)
改變探針尖與樣品表面距離可控。當(dāng)探針在表面掃描時(shí)，這個(gè)垂直力會(huì)
引起較大的摩擦力產(chǎn)生。事實(shí)上，產(chǎn)生的摩擦力比垂直方向上的力更具
破壞性，會(huì)損壞樣品，使微懸臂探針鈍化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不可靠。而且
，很多樣品，如半導(dǎo)體襯底等實(shí)際上不能浸入到液體中。在這種情況下
，可以用非接觸模式來(lái)檢測(cè)。
出自http://www.bjsgyq.com/北京顯微鏡百科
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