х фотоприймачів застосовуються чотирьохсекційного напівпровідникові фотодіоди. br/>В
Рис. 1.5 Відповідність між типом вигинистих деформацій консолі зондового датчика і зміною положення плями засвітки на фотодіоді
Основні реєстровані оптичною системою параметри - це деформації вигину консолі під дією Z-компонент сил тяжіння або відштовхування (FZ) і деформації кручення консолі під дією латеральних компонент сил (FL) взаємодії зонда з поверхнею. Якщо позначити вихідні значення фотоструму в секціях фотодіода через I01, I02, I03, I04, а через I1, I2, I3, I4 - значення струмів після зміни положення консолі, то різницеві струми з різних секцій фотодіода ? Ii = Ii - I0i будуть однозначно характеризувати величину і напрям вигину консолі зондового датчика АСМ [9,10]. Дійсно, різниця струмів види:
(1.4)
пропорційна вигину консолі під дією сили, що діє по нормалі до поверхні зразка (рис. 1.5. а).
А комбінація різницевих струмів виду характеризує вигин консолі під дією латеральних сил (рис. 1.5. б).
(1.5)
Величина ? IZ використовується в якості вхідного параметра в петлі зворотного зв'язку атомно-силового мікроскопа (рис. 1.6) [ 11]. Система зворотного зв'язку (ОС) забезпечує? IZ = const за допомогою п'єзоелектричного виконавчого елемента, який підтримує вигин консолі ? Z рівним величині ? Z0, що задається оператором [12,13].
В
Рис. 1.6 Спрощена схема організації зворотного зв'язку в атомно силовому мікроскопі
При скануванні зразка в режимі ? Z = const зонд переміщається уздовж поверхні, при цьому напруга на Z-електроді сканера записується в пам'ять комп'ютера в якості рельєфу поверхні Z = f (x, y). Просторове дозвіл АСМ визначається радіусом заокруглення зонда і чутливістю системи, яка реєструє відхилення консолі. В даний час реалізовані конструкції АСМ, що дозволяють отримувати атомарну дозвіл при дослідженні поверхні зразків/
Тобто принцип дії атомного силового мікроскопа заснований на використанні сил атомних зв'язків, що діють між атомами речовини.
В
Рис. 1.7 Принцип дії атомного силового мікроскопа (АСМ)
На малих відстанях між двома атомами (близько одного ангстрема, 1? = 10-8 см) діють сили відштовхування, а на великих - сили тяжіння. Абсолютно аналогічні сили діють і між будь-якими зближуються тілами. У скануючому атомному силовому мікроск...
