原子力顯微鏡測量架構

原子力顯微鏡測量架構

AFM 的探針一般由懸臂梁及針尖所組成，主要原理是由針尖與試片間的原子作用力，使懸臂梁產生微細位移，以測得表面結構形狀，其中最常用的距離控制方式為光束偏折技術。AFM 的主要結構可分為探針、偏移量偵測器、掃描儀、回饋電路及計算機控制系統五大部分。AFM 探針長度只有幾微米長，探針放置于一彈性懸臂 (cantilever)末端，探針一般由成份 Si 、 SiO 2 、 SiN 4 、納米碳管等所組成，當探針尖端和樣品表面非常接近時，二者之間會產生一股作用力，其作用力的大小值會隨著與樣品距離的不同而變化，進而影響到懸臂彎曲或偏斜的程度，以低功率雷射打在懸臂末端上，利用一組感光二極管偵測器(Photo detector) 測量低功率雷射光反射角度的變化，因此當探針掃描過樣品表面時，由于反射的雷射光角度的變化，感光二極管的二極管電流也會隨之不 同 ，由測量電流的變化，可推算出這些懸臂被彎曲或歪斜的程度，由輸入計算機計算可產生樣品表面三維空間的一張影像。