Αντιμετώπιση προβλημάτων για τον μηχανισμό ανύψωσης συμπυκνωτή των μικροσκοπίων
Η βασική αρχή ενός μικροσκοπίου ατομικής δύναμης είναι η εξής: το ένα άκρο ενός μικροπρόβολου, το οποίο είναι εξαιρετικά ευαίσθητο σε ασθενείς δυνάμεις, είναι σταθερό και ένα μικροσκοπικό άκρο ανιχνευτή είναι τοποθετημένο στο άλλο άκρο. Το άκρο έρχεται απαλά σε επαφή με την επιφάνεια του δείγματος. Λόγω της εξαιρετικά αδύναμης απωστικής δύναμης μεταξύ των ατόμων στο άκρο του ανιχνευτή και εκείνων στην επιφάνεια του δείγματος, διατηρώντας αυτή τη δύναμη σταθερή κατά τη σάρωση, ο μικροπρόβολος με το άκρο κινείται πάνω-κάτω κάθετα στην επιφάνεια του δείγματος, ακολουθώντας την ισοδυναμική επιφάνεια που ορίζεται από τη δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ του άκρου και των ατόμων επιφάνειας δείγματος. Χρησιμοποιώντας μεθόδους οπτικής ανίχνευσης ή ανίχνευσης ρεύματος σήραγγας, μπορεί να μετρηθεί η αλλαγή θέσης του μικροπροβολέα σε κάθε σημείο σάρωσης, έτσι ώστε να ληφθούν πληροφορίες σχετικά με την τοπογραφία επιφάνειας του δείγματος. Στη συνέχεια, λαμβάνουμε το μικροσκόπιο ατομικής δύναμης που χρησιμοποιεί εκτροπή δέσμης λέιζερ για ανίχνευση δύναμης (Laser-AFM), ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο μέλος της οικογένειας μικροσκοπίων ανιχνευτών σάρωσης, για να επεξεργαστούμε την αρχή λειτουργίας του.
Σε όλη τη διαδικασία απεικόνισης και ανίχνευσης του συστήματος, η απόσταση μεταξύ του ανιχνευτή και του δοκιμασμένου δείγματος διατηρείται στην κλίμακα νανομέτρων (10-9 m). Εάν η απόσταση είναι πολύ μεγάλη, δεν μπορούν να ληφθούν πληροφορίες για την επιφάνεια του δείγματος. Εάν η απόσταση είναι πολύ μικρή, τόσο ο ανιχνευτής όσο και το δοκιμασμένο δείγμα θα καταστραφούν. Ο βρόχος ανάδρασης λειτουργεί ως εξής: κατά τη λειτουργία, λαμβάνει το μέγεθος της δύναμης αλληλεπίδρασης ανιχνευτή-δείγματος από τον ανιχνευτή και προσαρμόζει την τάση που εφαρμόζεται στον κατακόρυφο άξονα του σαρωτή δείγματος. Αυτό οδηγεί το δείγμα να εκτείνεται ή να συστέλλεται, ρυθμίζοντας έτσι τον διαχωρισμό ιχνηλάτη-δείγματος και με τη σειρά του σταθεροποιώντας το μέγεθος της δύναμης αλληλεπίδρασης ανιχνευτή-δείγματος για την πραγματοποίηση ελέγχου ανάδρασης. Επομένως, ο έλεγχος ανάδρασης αποτελεί τον βασικό μηχανισμό λειτουργίας αυτού του συστήματος.
Αυτό το σύστημα υιοθετεί έναν βρόχο ελέγχου ψηφιακής ανάδρασης. Οι χρήστες μπορούν να ελέγχουν τα χαρακτηριστικά του βρόχου ανάδρασης ορίζοντας παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένων του ρεύματος αναφοράς, του ολοκληρωτικού κέρδους και του αναλογικού κέρδους στη γραμμή εργαλείων παραμέτρων του λογισμικού ελέγχου.
