多頻原子力顯微鏡 (MF-AFM)

簡介：

原子力顯微鏡采用的多頻技術 (MF-AFM) 可以從尖-樣本相互作用中區分機械、電、磁或光學響應等形式表現的不同影響。MF-AFM 易受到非線性效應的影響，非線性效應會導致懸臂的穩態振蕩產生諧波失真。大多數 AFM 傳感器有多個本征模態，頻率可達數 MHz ，因此都可以加以利用，對各個模態分別進行驅動和檢測，并進行適當調整來測量各種物理現象。例如，雙模態激勵、雙諧波開爾文探針力、多諧波模式，以及多種掃描近場光學顯微鏡 (SNOM) 或針尖增強技術通常會對產生的高次諧波加以利用。

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應用說明測量方案相關產品

應用說明

應用介紹

測量方案

對來自一個或多個輸入的多個頻率分量同時進行解調是多頻技術的關鍵要求。測量模式的選擇取決于信息主要是包含在本征模態（即諧振器的固有振動模態）中、諧波（即基頻的整數倍）中還是同時包含在兩者中。盡管如此，我們可以區分 MF-AFM 的三種不同測量方案：

? 驅動和測量多個本征模態，這些不同的本征模態對應來自不同相互作用（例如電氣和機械）力的影響。這種類型的測量可以在開環或閉環配置下進行，閉環可以主動跟蹤共振頻率。

? 高次本征模態表現出不同的品質因數 Q 和剛度 k，并且能被驅動在不同的振幅 A：這導致諧振器和尖端-樣本相互作用之間有著不同的耦合強度和響應。使用不同的本征模態來檢測短程力，可在第一模態上保持小振幅，并在第二模態上保持大振幅并使反饋穩定。

? 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，廣泛而多樣的測量能力和可調調制參數對于設計和優化實驗裝置而言至關重要。

相關產品

相關產品： 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品都內置了多頻驅動和多解調檢測功能，可實現快速設置和重新配置。例如，根據儀器平臺的不同，可以通過基于 MF-MD、HF2LI-MF 和 UHF-MF 選件的升級，在單模擬通道或雙模擬通道上輸出正弦波的線性疊加。

? 僅使用一臺儀器，您就可以同時測量各種本征模態和諧波的所有頻率分量。輸入信號可以來自垂直或橫向偏轉，并且可以同時測量。

? 在對表面進行成像或在力譜模式下，借助 LabOne 數據采集 (DAQ) 模塊可以同時采集所有測量信號（記錄相位、振幅、頻率、PID 誤差等）。

? 通過驅動和檢測之間的移相器，或調整兩個驅動信號之間的相位差，可實現信號強度最大化。這對相位相關的信號尤為重要，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。

? UHFLI 鎖相放大器的解調時間常數可低至 30 ns，因此可以將多頻功能與高速掃描成功結合。

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