Метод Модуляции Силы

В процессе реализации Метода Модуляции Силы одновременно со сканированием образца в соответствии с Методом Постоянной Силы сканер (или образец) совершает вертикальные периодические колебания [1]. При периодическим движении кантилевер «чувствует» поверхность образца. При этом давление зонда на поверхность образца не остается постоянной, но содержит периодическую (обычно синусоидальную) компоненту. В соответствии с локальной жесткостью образца величина соответствующих вмятин будет изменяться в процессе сканирования. На жестких участках поверхности образца вмятины будут мельче, а на мягких участках – глубже.

Отслеживание рельефа поверхности образца проводится с использованием усредненного изгиба кантилевера в системе обратной связи [2]. Если известны величины вертикального смещения сканера Dz, вертикального смещения зонда D и жесткость кантилевера Kc, то можно определить локальную жесткость исследуемого образца Ks

Ks = Kс· (Dz/D - 1)

В свою очередь при известной локальной жесткости можно определить модуль упругости образца. Это может быть сделано с использованием калтибровочных измерений или с использованием модели Герца [3]. Метода Модуляции Силы широко используется при исследованиях полимеров, полупроводников, биообъектов, в особенности при исследованиях композитов.

Ссылки

  1. US Pat. 5092163.
  2. Nanotechnology 2, 103 (1991).
  3. Jonson KL. Contact mechanics. Cambridge University press: Cambridge, 1995.