परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी का कार्य सिद्धांत और अनुप्रयोग
1, बुनियादी सिद्धांत
परमाणु बल माइक्रोस्कोपी सतह की आकृति विज्ञान को मापने के लिए एक नमूने की सतह और एक बारीक जांच की नोक के बीच परस्पर क्रिया बल (परमाणु बल) का उपयोग करती है।
जांच टिप एक छोटे लचीले कैंटिलीवर पर होती है, और जब जांच नमूना सतह से संपर्क करती है तो उत्पन्न इंटरैक्शन को कैंटिलीवर विक्षेपण के रूप में पता लगाया जाता है। नमूना सतह और जांच के बीच की दूरी 3-4nm से कम है, और उनके बीच पाया गया बल 10-8N से कम है। लेज़र डायोड से प्रकाश कैंटिलीवर के पीछे केंद्रित होता है। जब ब्रैकट बल की कार्रवाई के तहत झुकता है, तो परावर्तित प्रकाश विक्षेपित हो जाता है, और कोण को विक्षेपित करने के लिए एक स्थिति संवेदनशील फोटोडिटेक्टर का उपयोग किया जाता है। फिर, एकत्रित डेटा को नमूना सतह की त्रि-आयामी छवि प्राप्त करने के लिए कंप्यूटर द्वारा संसाधित किया जाता है।
एक पूर्ण कैंटिलीवर जांच को पीजोइलेक्ट्रिक स्कैनर द्वारा नियंत्रित नमूने की सतह पर रखा जाता है और क्षैतिज सटीकता में 0.1 एनएम या उससे कम की चरण चौड़ाई के साथ तीन दिशाओं में स्कैन किया जाता है। आम तौर पर, जब नमूना सतह को विस्तार से (XY अक्ष) स्कैन किया जाता है, तो ब्रैकट के विस्थापन प्रतिक्रिया द्वारा नियंत्रित Z - अक्ष स्थिर और अपरिवर्तित रहता है। स्कैनिंग प्रतिक्रिया पर फीडबैक प्रदान करने वाले Z-अक्ष मान को प्रसंस्करण के लिए कंप्यूटर में इनपुट किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप नमूना सतह की एक अवलोकन छवि (3डी छवि) बनती है।
परमाणु बल माइक्रोस्कोपी के लक्षण
1. उच्च रिज़ॉल्यूशन क्षमता स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एसईएम) और ऑप्टिकल खुरदरापन मीटर से कहीं अधिक है। नमूने की सतह पर त्रि-आयामी डेटा अनुसंधान, उत्पादन और गुणवत्ता निरीक्षण की बढ़ती सूक्ष्म आवश्यकताओं को पूरा करता है।
2. गैर-विनाशकारी, जांच और नमूना सतह के बीच संपर्क बल 10 - 8N से नीचे है, जो पारंपरिक स्टाइलस खुरदरापन मीटर के दबाव से बहुत कम है। इसलिए, यह नमूने को नुकसान नहीं पहुंचाएगा और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी की कोई इलेक्ट्रॉन बीम क्षति समस्या नहीं है। इसके अलावा, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लिए गैर-प्रवाहकीय नमूनों पर कोटिंग उपचार की आवश्यकता होती है, जबकि परमाणु बल माइक्रोस्कोपी में ऐसा नहीं होता है।
3. इसमें अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है और इसका उपयोग सतह अवलोकन, आकार माप, सतह खुरदरापन माप, कण आकार विश्लेषण, प्रोट्रूशियंस और गड्ढों की सांख्यिकीय प्रसंस्करण, फिल्म निर्माण की स्थिति का मूल्यांकन, सुरक्षात्मक परतों के आकार चरण माप, इंटरलेयर इन्सुलेशन फिल्मों के समतलता मूल्यांकन, वीसीडी कोटिंग मूल्यांकन, उन्मुख फिल्मों की घर्षण उपचार प्रक्रिया का मूल्यांकन, दोष विश्लेषण आदि के लिए किया जा सकता है।
4. सॉफ़्टवेयर में मजबूत प्रसंस्करण क्षमताएं हैं, और इसकी 3डी छवि डिस्प्ले आकार, देखने का कोण, डिस्प्ले रंग और चमक को स्वतंत्र रूप से सेट किया जा सकता है। और नेटवर्क, कंटूर लाइन और लाइन डिस्प्ले का चयन किया जा सकता है। छवि प्रसंस्करण का मैक्रो प्रबंधन, क्रॉस-अनुभागीय आकार और खुरदरापन का विश्लेषण, आकृति विज्ञान विश्लेषण और अन्य कार्य।
