生物原子力顯微鏡的結(jié)構(gòu)介紹
2022-03-22
生物原子力顯微鏡利用探針與樣品表面原子之間的微弱作用力作為反饋信號(hào)，保持探針與樣品之間的恒定作用力。同時(shí)，掃描樣品表面，以了解樣品表面的波動(dòng)。用原子力顯微鏡對(duì)材料表面形貌進(jìn)行成像時(shí)，微懸臂梁探針與樣品之間的力的變化可以反映樣品表面的三維形貌。由于樣品表面的波動(dòng)，可以準(zhǔn)確地獲得數(shù)值。通過原子力顯微鏡分析材料表面的整體圖像，可以獲得樣品表面的粗糙度、粒度、平均梯度、孔結(jié)構(gòu)和孔徑分布。
1、力檢測系統(tǒng)
原子力顯微鏡使用微小懸臂來檢測原子之間力的變化量。微懸臂通常由一個(gè)100到500μm長和大約500nm到5μm厚的硅片或氮化硅片制成。微懸臂頂端有一個(gè)尖銳針尖，用來檢測樣品－針尖間的相互作用力。
2、位置檢測系統(tǒng)
當(dāng)原子力顯微鏡的微懸臂與樣品之間有了交互作用之后，會(huì)使得懸臂擺動(dòng)。當(dāng)激光照射在微懸臂的末端時(shí)，其反射光的位置也會(huì)隨著懸臂擺動(dòng)而有所改變，造成偏移量的產(chǎn)生。在整個(gè)系統(tǒng)中是依靠激光光斑位置檢測器將偏移量記錄下并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，控制器再將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為圖像反映到顯示屏上。
3、反饋系統(tǒng)
當(dāng)信號(hào)經(jīng)由激光檢測器取入之后，在反饋系統(tǒng)中會(huì)將此信號(hào)當(dāng)作反饋信號(hào)，作為內(nèi)部的調(diào)整信號(hào)同時(shí)對(duì)整個(gè)顯微鏡系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而驅(qū)使通常由壓電陶瓷管制作的掃描器做適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)，以保持樣品與針尖保持一定的作用力，并防止微懸臂過度撞擊樣品從而導(dǎo)致微懸臂和樣品的損壞。
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