原子显微镜的工作原理是什么

Question

如题所述

Answer 1

一、原子力显微镜（AFM）利用机械探针轻触样品表面，以描绘其形态并记录其力学特性。这一过程类似于人类用手指感受物体表面的质地。当探针接近样品表面时，探针与样品之间的相互作用力会导致悬挂的臂发生偏转。
二、AFM中，激光二极管发射的激光束经过透镜聚焦至悬臂背面，然后反射至光电二极管，形成反馈信号。在样品扫描过程中，样品在载物台上缓慢移动，而悬臂在反馈控制系统的调节下，随着样品表面的形态起伏而弯曲。反射光束的偏移被检测器记录，从而获取表面的形态和力学信息。
三、AFM的工作原理包括：
1. 通过微悬臂感知并放大尖端探针与样品原子间的微弱作用力，实现原子级别的表面检测。
2. AFM能够观测导体和非导体，弥补了扫描隧道显微镜只能观测导体的局限性。
3. 原子力显微镜是一种分析仪器，可用于研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构，通过检测微弱的原子间作用力来探究物质表面结构和性质。
4. 在AFM中，微悬臂一端固定，另一端的针尖轻触样品表面，相互作用力导致悬臂形变或运动变化。
5. 扫描样品时，传感器检测这些变化，从而获取作用力分布信息，进而获得纳米级别的表面形貌和粗糙度信息。