परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी की उपकरण संरचना विशेषताएँ
परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) प्रणाली में, पता लगाया जाने वाला बल परमाणुओं के बीच वैन डेर वाल्स बल है। इसलिए, इस प्रणाली में, परमाणुओं के बीच बल की भिन्नता का पता लगाने के लिए एक छोटे ब्रैकट का उपयोग किया जाता है। कैंटिलीवर आमतौर पर सिलिकॉन या सिलिकॉन नाइट्राइड वेफर से निर्मित होते हैं जो आमतौर पर 100-500 μm लंबे और लगभग 500 एनएम-5 μm मोटे होते हैं। कैंटिलीवर के शीर्ष पर एक तेज टिप होती है, जिसका उपयोग नमूना और टिप के बीच संपर्क बल का पता लगाने के लिए किया जाता है। छोटे ब्रैकट में कुछ विशिष्टताएँ होती हैं, जैसे: लंबाई, चौड़ाई, लोच का मापांक, और टिप का आकार, और इन विशिष्टताओं को नमूने की विशेषताओं और विभिन्न ऑपरेटिंग मोड के अनुसार चुना जाता है, और विभिन्न प्रकार की जांच का चयन किया जाता है।
स्थिति का पता लगाने वाला भाग
परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) प्रणाली में, जब सुई की नोक और नमूने के बीच बातचीत होती है, तो ब्रैकट ब्रैकट स्विंग करेगा। जब माइक्रो-कैंटिलीवर के अंत पर लेजर विकिरण किया जाता है, तो ब्रैकट के स्विंग के कारण परावर्तित प्रकाश की स्थिति भी बदल जाएगी। बदल गया, जिसके परिणामस्वरूप ऑफसेट हुआ। पूरे सिस्टम में, ऑफसेट को रिकॉर्ड करने और एसपीएम नियंत्रक द्वारा सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए इसे विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए लेजर स्पॉट पोजिशन डिटेक्टर पर भरोसा किया जाता है।
प्रतिक्रिया प्रणाली
परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) प्रणाली में, लेजर डिटेक्टर के माध्यम से सिग्नल लेने के बाद, सिग्नल को फीडबैक सिस्टम में फीडबैक सिग्नल के रूप में, आंतरिक समायोजन सिग्नल के रूप में उपयोग किया जाएगा, और स्कैन को चलाया जाएगा, जो आमतौर पर किया जाता है एक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्यूब का। एक निश्चित बल बनाए रखने के लिए नमूना और सुई की नोक को रखने के लिए डिवाइस को उचित गति दें।
संक्षेप
एएफएम प्रणाली छोटे स्कैनिंग आंदोलनों को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्यूबों से बने स्कैनर का उपयोग करती है। पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक विशिष्ट गुणों वाली सामग्रियां हैं। जब पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के दो सममित सिरों पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक एक विशिष्ट दिशा में लंबा या छोटा हो जाएगा। बढ़ाव या छोटा करने की लंबाई लागू वोल्टेज के परिमाण के साथ रैखिक होती है। अर्थात्, वोल्टेज को बदलकर पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के छोटे विस्तार और संकुचन को नियंत्रित किया जा सकता है। आमतौर पर, एक्स, वाई और जेड दिशाओं का प्रतिनिधित्व करने वाले तीन पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ब्लॉक एक तिपाई के आकार में बनते हैं, और नमूना सतह पर स्कैन करने के लिए जांच को चलाने का उद्देश्य एक्स और वाई के विस्तार और संकुचन को नियंत्रित करके प्राप्त किया जाता है। दिशानिर्देश; जांच और नमूने के बीच की दूरी को नियंत्रित करने के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए Z दिशा में पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के विस्तार और संकुचन को नियंत्रित करके।
परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) नमूने की सतह विशेषताओं को प्रस्तुत करने के लिए उपरोक्त तीन भागों को जोड़ता है: परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) प्रणाली में, टिप और नमूने के बीच बातचीत को समझने के लिए एक छोटे ब्रैकट का उपयोग किया जाता है, यह बल होगा माइक्रो-कैंटिलीवर को घुमाएँ, और फिर ब्रैकट के अंत पर प्रकाश को विकिरणित करने के लिए लेजर का उपयोग करें। जब स्विंग बनता है, तो परावर्तित प्रकाश की स्थिति बदल जाएगी और ऑफसेट का कारण बनेगी। इस समय, लेजर डिटेक्टर ऑफसेट को रिकॉर्ड करेगा। इस समय सिग्नल फीडबैक सिस्टम को भी भेजा जाएगा ताकि सिस्टम को उचित समायोजन करने में सुविधा हो सके और अंततः नमूने की सतह विशेषताओं को छवियों के रूप में प्रस्तुत किया जाएगा।
