多頻原子力顯微鏡 (MF-AFM)

簡(jiǎn)介：

原子力顯微鏡采用的多頻技術(shù) (MF-AFM) 可以從尖-樣本相互作用中區(qū)分機(jī)械、電、磁或光學(xué)響應(yīng)等形式表現(xiàn)的不同影響。MF-AFM 易受到非線性效應(yīng)的影響，非線性效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致懸臂的穩(wěn)態(tài)振蕩產(chǎn)生諧波失真。大多數(shù) AFM 傳感器有多個(gè)本征模態(tài)，頻率可達(dá)數(shù) MHz ，因此都可以加以利用，對(duì)各個(gè)模態(tài)分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)，并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整來測(cè)量各種物理現(xiàn)象。例如，雙模態(tài)激勵(lì)、雙諧波開爾文探針力、多諧波模式，以及多種掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡 (SNOM) 或針尖增強(qiáng)技術(shù)通常會(huì)對(duì)產(chǎn)生的高次諧波加以利用。

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應(yīng)用說明測(cè)量方案相關(guān)產(chǎn)品

應(yīng)用說明

應(yīng)用介紹

測(cè)量方案

對(duì)來自一個(gè)或多個(gè)輸入的多個(gè)頻率分量同時(shí)進(jìn)行解調(diào)是多頻技術(shù)的關(guān)鍵要求。測(cè)量模式的選擇取決于信息主要是包含在本征模態(tài)（即諧振器的固有振動(dòng)模態(tài)）中、諧波（即基頻的整數(shù)倍）中還是同時(shí)包含在兩者中。盡管如此，我們可以區(qū)分 MF-AFM 的三種不同測(cè)量方案：

? 驅(qū)動(dòng)和測(cè)量多個(gè)本征模態(tài)，這些不同的本征模態(tài)對(duì)應(yīng)來自不同相互作用（例如電氣和機(jī)械）力的影響。這種類型的測(cè)量可以在開環(huán)或閉環(huán)配置下進(jìn)行，閉環(huán)可以主動(dòng)跟蹤共振頻率。

? 高次本征模態(tài)表現(xiàn)出不同的品質(zhì)因數(shù) Q 和剛度 k，并且能被驅(qū)動(dòng)在不同的振幅 A：這導(dǎo)致諧振器和尖端-樣本相互作用之間有著不同的耦合強(qiáng)度和響應(yīng)。使用不同的本征模態(tài)來檢測(cè)短程力，可在第一模態(tài)上保持小振幅，并在第二模態(tài)上保持大振幅并使反饋穩(wěn)定。

? 在盡可能多的諧波分量上記錄尖端-樣本相互作用，從逆快速傅立葉變換 (IFFT) 中完全重建非線性相互作用。

? 因此，廣泛而多樣的測(cè)量能力和可調(diào)調(diào)制參數(shù)對(duì)于設(shè)計(jì)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置而言至關(guān)重要。

相關(guān)產(chǎn)品

相關(guān)產(chǎn)品： MFLI , HF2LI , UHFLI , MF-MD , HF2LI-MF , UHF-MF

選擇蘇黎世儀器的好處

? 蘇黎世儀器的所有產(chǎn)品都內(nèi)置了多頻驅(qū)動(dòng)和多解調(diào)檢測(cè)功能，可實(shí)現(xiàn)快速設(shè)置和重新配置。例如，根據(jù)儀器平臺(tái)的不同，可以通過基于 MF-MD、HF2LI-MF 和 UHF-MF 選件的升級(jí)，在單模擬通道或雙模擬通道上輸出正弦波的線性疊加。

? 僅使用一臺(tái)儀器，您就可以同時(shí)測(cè)量各種本征模態(tài)和諧波的所有頻率分量。輸入信號(hào)可以來自垂直或橫向偏轉(zhuǎn)，并且可以同時(shí)測(cè)量。

? 在對(duì)表面進(jìn)行成像或在力譜模式下，借助 LabOne 數(shù)據(jù)采集 (DAQ) 模塊可以同時(shí)采集所有測(cè)量信號(hào)（記錄相位、振幅、頻率、PID 誤差等）。

? 通過驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)之間的移相器，或調(diào)整兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度最大化。這對(duì)相位相關(guān)的信號(hào)尤為重要，例如在耗散開爾文探針力顯微鏡 (D-KPFM)、Q-Control 或磁共振力顯微鏡 (MRFM) 中研究的信號(hào)。

? UHFLI 鎖相放大器的解調(diào)時(shí)間常數(shù)可低至 30 ns，因此可以將多頻功能與高速掃描成功結(jié)合。

? 輸入和輸出通道的數(shù)量可按照您的需求增加：多設(shè)備同步 (MDS) 可以將多個(gè)儀器無縫集為一體。