CEOB2B晶振平台从上个章节中讲到了MFM的主要应用及存在的问题，而我们将继续往下给大家介绍。下面讲的是关于晶振微力传感器的发展

1.2基于石英晶振的微力传感器的发展

微悬臂及其检测装置作为微力传感器

SFM的关键部件是微悬臂,为了准确反映贴片晶振样品的表面形貌,提高仪器的灵敏度,微悬臂应满足下列要求:

(1)低的力弹性常数,这样受到很小的力就能产生很大的可检测的位移。

(2)高的横向刚性,可以减小横向力的影响。

(3) 传感器带有导电极和镜子,以便可以通过隧道电流法或光学法检测微悬臂的微小形变。

(4)一个尽可能尖锐的针尖。另外,一个检测微悬臂形变的装置也是必不可少的。理想的检测方法应具有纳米级的灵敏度,并且检测方法本身对悬臂的影响应小到可以忽略不计的地步。

检测悬臂形变的方式基本上可以分为三种:

(1)隧道电流检测法

(2)电容检测法

(3)光学检测法81。

隧道电流检测法是通过测量微悬臂表面和STM针尖之间的隧道电流变化来检测微悬臂的形变。电容检测法是当微悬臂受力的作用而产生微位移时,将改变与之相连的电容的极板间距离,因此电容值发生变化。这两种石英晶振检测方法已经很少用了。

现在绝大多数用的是光学检测方法,光学检测法有两种基本的检测类型:干涉法和反射法,干涉法是通过参考光束和探测光束的干涉后产生的相移来反映微悬臂的位移,进而得到微悬臂所受的力的大小。反射法比干涉法简单,但需要微悬臂具有较光滑的反射表面。不论哪种方法,必要的晶振光学检测仪器是不可缺少的(如四象限光电检测器),而这种检测仪器通常都是非常昂贵的。

根据探针同样品作用力性质的不同,SFM仪器主要有三种成像模式:接触模式,非接触(抬举)模式和轻敲模式8,如图12所示

在接触模式中,针尖始终同样品接触并简单地在表面上滑动。当针尖顶部原子的电子云压迫样品表面原子的电子云时,会产生微弱的排斥力。大小通常为10^-8~10^-11N。接触模式的优点是可产生稳定、高分辨率图像,但由于探针在样品表面上的移动以及针尖-表面间的粘附力,有可能使得样品产生相当大的变形,同时表面摩擦力也使得针尖产生较大的损害。