【原子力显微镜伺服反馈系统的研制】.pdf
浙江大学研究生学位论文 摘要 本论文介绍的是双焦干涉原子力显微镜的伺服反馈系统,原子力 显微镜是八十年代后期继STM之后出现的具有原子量级分辨率的测试 仅器,它利用原子之间的相互作用力与原子之间的距离有关的原理 通过探测探针针尖与样品表面原子之间的原子力的方法来获得样品表 面的结构信息,它克服了STM不能对绝缘体进行测量的缺点,使表 面物理研究有了一个重大的飞跃 双焦十涉方法探测原子力,利用了共模抑制系统共模信号处理方 法,并在伺服反馈系统中便用锁相放大技术,有效地抑制了系统内部 噪声和外界干扰,大大地提高了显微镜的测量精度,填补了国内原子 力显微镜研究的空白,将大大推动国内表面研究的发展。
浙江大学研究生学位论文 目 第一章引言51隧道扫描显微镜51原子力显微镜第二章工作原理52干涉共模抑制技术82伺服反馈系统的技术指标及设计原理第三章电源部分设计.S3V电源稳压电路83V稳压电源.第四章扫描部分电路设计.S4扫描信号的选择84X方向扫描部分设计54Y方向扫描电路设计54具体结果及分析第五章7方向反馈控制55.
浙江大学研究生学位论文 STM的典型的结构如图1所示:乙方向偏压 X方向偏压 Y方向偏压 钨针尖 样品 样品台 图1STM结构 1STM的基本原理 其基本原理是利用电子隧道效应[。由于电子具有波动性,在 金属中的电子密度并不是在表面边界突然降为零,而是在表面以外成 指数衰减,衰减长度为1nm,如两金属距离小于1nm,它们的表面电 子云就有可能发生重叠,如在这两金属电极之间加一微小电压,就可 能观察到它们之间的隧道电流J,其大小为:ea koV(1-1) J= exp(2koS) h 4πS 其中:ko=0.