Microscopi de força atòmica amb detecció làser
El principi bàsic d'un microscopi de força atòmica és el següent: un extrem d'un microvolant, que és extremadament sensible a les forces febles, està fixat i una petita punta de sonda es munta a l'altre extrem. La punta entra suaument en contacte amb la superfície de la mostra. A causa de la força repulsiva extremadament feble entre els àtoms de la punta de la sonda i els de la superfície de la mostra, mantenint aquesta força constant durant l'exploració, el microvolant amb la punta es mou perpendicularment a la superfície de la mostra, seguint la superfície equipotencial definida per la força d'interacció entre la punta i els àtoms de la superfície de la mostra. Mitjançant mètodes de detecció òptica o de detecció de corrent de túnel, es pot mesurar el canvi de posició del microvolant en cada punt d'exploració, de manera que es pot obtenir informació sobre la topografia superficial de la mostra. A continuació, prenem el microscopi de força atòmica que empra la deflexió del raig làser per a la detecció de força (Laser-AFM), un membre d'ús habitual de la família de microscopis de sonda d'escaneig, per elaborar el seu principi de funcionament.
Al llarg de tot el procés d'imatge i detecció del sistema, la distància entre la sonda i la mostra provada es manté a escala nanomètrica (10⁻⁹ m). Si la distància és massa gran, no es pot adquirir informació superficial de la mostra; si la distància és massa petita, tant la sonda com la mostra provada es danyaran. El bucle de retroalimentació funciona de la següent manera: durant el funcionament, rep la magnitud de la força d'interacció sonda-mostra de la sonda i ajusta la tensió aplicada a l'eix vertical de l'escàner de mostra. Això fa que la mostra s'estengui o es retragui, regulant així la separació sonda-mostra i, al seu torn, estabilitzant la magnitud de la força d'interacció sonda-mostra per realitzar un control de retroalimentació. Per tant, el control de retroalimentació constitueix el mecanisme operatiu bàsic d'aquest sistema.
Aquest sistema adopta un bucle de control de retroalimentació digital. Els usuaris poden controlar les característiques del bucle de retroalimentació mitjançant la configuració de paràmetres que inclouen el corrent de referència, el guany integral i el guany proporcional a la barra d'eines de paràmetres del programari de control.
