圖1. binnig,quate和gerber論文的個(gè)原子力顯微鏡系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置(phys.rev.lett.56,930(1986))。
盡管掃描隧道顯微鏡取得了巨大的成功,但顯然stm具有根本的缺點(diǎn)-使用stm只能研究涂覆有導(dǎo)電層或?qū)щ妼拥臉悠贰?br>由于binnig [ 1 ] 發(fā)明了原子力顯微鏡,克服了這一缺點(diǎn)。他是個(gè)猜想的人,在與樣品表面相互作用的情況下,帶有尖銳的宏觀懸臂可以被原子力彎曲到足夠大的量,可以用常規(guī)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。在個(gè)實(shí)施例中,使用stm測(cè)量位移(見(jiàn)圖1)[ 2 ]。
圖2.“原子力顯微鏡”(us re37,299)的原子力顯微鏡示意圖。
對(duì)于懸臂彎曲的對(duì)準(zhǔn),使用了許多方法,但是目前用和廣泛使用的是amer和meyer發(fā)明的方法(見(jiàn)圖2)[ 3 ]。根據(jù)他們的說(shuō)法,原子力顯微鏡包括安裝在微機(jī)械懸臂上的。當(dāng)掃描要檢查的表面時(shí),與樣品表面之間的原子間力會(huì)引起的位移和懸臂的相應(yīng)彎曲。
激光束傳輸?shù)綉冶鄄膽冶鄯瓷湟詼y(cè)量懸臂的方向。反射的激光束由位置敏感檢測(cè)器(是bicell)檢測(cè)。bicell的輸出提供給計(jì)算機(jī),用于處理數(shù)據(jù),以提供具有原子分辨率的表面拓?fù)鋱D像。
當(dāng)前使用的位置敏感檢測(cè)器為四部分,不僅可以測(cè)量縱向彎曲,還可以測(cè)量扭轉(zhuǎn)彎曲。
懸臂不僅可以在樣品表面相互作用下的直接接觸力彎曲,還可以通過(guò)范德華力,磁,電等遠(yuǎn)距離力彎曲。懸臂可以在掃描時(shí)振動(dòng),這是binnig*提出的[ 1 ]。 。振動(dòng)可直接使與樣品表面接觸,而在振動(dòng)下不會(huì)接觸表面,而在振動(dòng)下會(huì)間歇接觸(半接觸)。掃描可以多次通過(guò),每一次通過(guò)可以提供有關(guān)被調(diào)查樣品的更多信息。
所有這些能力都會(huì)產(chǎn)生許多sfm操作的技術(shù)和模式。下面我們將考慮各種直流和交流接觸,半接觸,非接觸和多次通過(guò)技術(shù)和模式
references1. us pat. 4724318.
2. phys.rev.lett.56,1986,930-933.
3. us pat. re37,299 (reissued pat. no. 5,144,833).