STM 은 샘플의 표면이 전도성이 있어야 하고, AFM 은 절연체의 표면 형태와 성질을 테스트할 수 있어야 한다. STM 의 기본 원리는 프로브와 샘플 표면 사이의 터널링 전류를 측정하여 표면 형태를 감지하는 것이고, AFM 은 프로브와 샘플 표면 사이의 상호 작용을 측정하는 것이기 때문입니다. AFM 은 기계 동작 부분, 캔틸레버 편향 신호 광학 감지 시스템, 제어 신호 피드백 시스템, 이미징 및 정보 처리 소프트웨어 시스템의 네 부분으로 구성됩니다. 프로브와 샘플 간의 상호 작용으로 마이크로캔틸레버가 위 또는 아래로 편향됩니다. 레이저로 캔틸레버 끝을 비추면 반사광의 위치 변화는 캔틸레버의 간격띄우기를 측정하는 데 사용됩니다. 이 검출 방법은 Meyer 와 Amer 가 최초로 제안한 것이다. 기계 부분의 운동 (프로브의 위/아래 및 측면 스캔 동작) 은 정확한 압전 세라믹에 의해 제어됩니다. PSD 는 레이저 반사 감지에 사용됩니다. 피드백 및 이미징 시스템은 프로브와 샘플 표면 사이의 거리를 제어하고 실험 테스트 결과를 최종 처리합니다.
원자 힘 현미경 AFM 작동 모드
AFM 기술이 발전함에 따라 각종 새로운 응용이 끊임없이 출현하고 있다. 특히 다음과 같은 기술이 포함되어 있습니다.
(1) 초기 접촉 방식에서는 프로브가 샘플과 직접 접촉하여 프로브가 마모되기 쉬우므로 프로브가 부드러워야 합니다. 즉 캔틸레버의 탄성 계수가 작아서 일반적으로 1N/m 보다 작습니다.
(2) 타악기 방식은 동력 또는 간헐 접촉이라고도 합니다. 프로브는 외부 힘에 의해 진동하고 프로브의 일부 진동 위치는 힘 곡선의 밀어내기 영역으로 들어가므로 프로브는 샘플 표면과 간헐적으로 접촉합니다. 프로브에는 샘플 표면의 마이크로층수막과의 교합을 피하기 위해 높은 캔틸레버 탄성 계수가 필요합니다. 경박 모드는 샘플에 대한 작용력이 매우 적어 부드러운 샘플의 해상도를 높이는 데 특히 유리하다. 동시에 프로브의 수명은 접촉식보다 약간 길다.
이것은 가장 많이 사용되는 AFM 모드이고, 다른 많은 패턴들이 있습니다.
측면력현미경 (가로력현미경) 은 샘플 표면의 마이크로영역에서 프로브의 가로마찰을 감지하여 재질의 역학 성능을 얻을 수 있습니다.
비접촉식 힘 (비접촉식 현미경, 기본적으로 타악기와 같지만 비접촉식 프로브는 힘 곡선의 유인 영역에서 작동함)
힘 변조 현미경 (힘 변조 현미경, 프로브는 샘플 표면의 미세 영역을 감지하는 데 큰 힘을 가지고 있으며, 재질 미세 영역의 탄성 계수 등 역학 특성을 얻을 수 있습니다.)
CFM 화학력 현미경
전자현미경력현미경
KFM· 켈빈 힘 현미경
MFM 자기 현미경
열현미경을 스캔하다
단일 칩 스캐닝 커패시턴스 현미경
SCPM 스캐닝 화학 포텐셜 현미경
전기화학현미경을 스캔하다
SICM 주사 이온 전도도 현미경
SKPM 스캔 켈빈 프로브 현미경
열현미경을 스캔하다
STOS 스캐닝 터널 분광계
다양한 패턴과 응용에는 서로 다른 성질의 프로브가 필요하며, 프로브의 성능 지표는 현미경 해상도를 결정하는 가장 중요한 요소입니다.