双频谐振跟踪(DFRT)是一种利用接触模式原子力显微镜(AFM)来测量样品弱电或机械反应的技术。
传统的谐振跟踪技术取决于锁相环(PLL),以确保相位持续运行,但这种方法与铁电或其他材料分解,这取决于域方向,表达相位逆转。欧洲杯足球竞彩
DFRT的益处促进其能力,以测量相逆转的相位逆转,同时利用谐振幅度进行反馈。
与DFRT技术相关的应用包括电化学应变显微镜(ESM),其对离子电流诱导的应变敏感,扫描热离子显微镜(STIM) - 这诱导了测量菌株的热振荡,以及压电响应力显微镜(PFM)。
DFRT对于铁电和多体材料的薄膜表征特别相关,因为共振增强的测量有助于评估较弱的信号,并通过使用较低的偏振电压来避免薄膜击穿。欧洲杯足球竞彩
虽然设置为低频的锁定测量是散装材料的标准,但通过转向接触谐振技术,可以显着改善对电动或机械激发的纳米机械响应。欧洲杯足球竞彩
测量策略
第一步是通过探测当AFM尖端和样品接触时通过电气或机械地驱动的输出频率建立接触谐振(CR)。
然后是可行的,可以产生引导两个边带幅度A的幅度调制信号(在信号输出上)1A.2,在Cr的两侧。
在图中,红色曲线呈现差异a2- 一种1作为驱动频率的函数:这证明了具有优异增益灵敏度的共振围绕的单调行为,随后应用于反馈。
PID控制器 - 内置于苏黎世仪器锁定放大器,进一步增强了PID顾问 - 调制差异a2' - 一种1'在频率f上记录的边带幅度之间C+/- F.m。幅度的这种差异用作PID控制器的误差信号,并作用在中心频率f上C。
如果谐振频率因尖端样本相互作用而变化,则测量A的幅度差异2' - 一种1可以变化,导致驱动频率的换档,如图所示。在共鸣,a1A.2碰撞和设定值设置为零。
图像信用:苏黎世仪器
标准PFM与DFRT-PFM
该表展示了如何使用苏黎世仪器dfrt-pfm.与标准PFM测量相比,测量可获得许多益处:
资料来源:苏黎世仪器
标准 |
标准PFM. |
DFRT-PFM与HF2LI或UHFLI |
偏置调制频率 |
100 Hz到几kHz |
Cr的50/600 MHz |
频率 追踪 |
没有(静态) |
频率跟踪地形,用作锁定测量的参考 |
频生成 |
最多2个频率 (带有2个锁定或1 hf2li) |
最多6个频率或2个CRS |
锁定测量 |
单次锁定测量 幅度和阶段 |
中心和边带幅度和阶段,PID误差,频移 |
反馈信号 |
无(开环) |
边带幅度的差异(a2-一种1),PID顾问 |
选择驱动频率 |
手动调整, 固定频率 |
始终处于CR,信噪比越高(SNR) |
选择苏黎世仪器的好处
- 使用相同的苏黎世仪器锁定放大器,边带检测,对幅度差异的双模激励和PID反馈都是易于访问的。
- HF2LI锁相放大器的两个输入可以同时测量平面内和平面外的分量,从而促进整个压电矢量场(方向、幅度和极性)的研究。
- 苏黎世仪器以附加组件的形式提供了一种简单的解决方案,以任何第三方AFM显微镜:只能访问传感器偏转(垂直和横向)和偏置电压(驱动器)。
- 使用具有DFRT的更高谐波分量导致对离子电流(例如,ESM),热诱导的菌株(例如,刺激)或其他谐波相关现象的更好的敏感性。
- 通过共振增强技术可以增加测量的灵敏度 - 即使不可能使用PLL。相同的PID顾问可以增强任何线性反馈循环。
- 通过将数据获取(DAQ)模块与来自扫描引擎的线端(EOL)触发器同步,可以将所有内部通道记录为多个图像。
- 跟踪共振频率导致地形串扰的减少,这对于具有高表面粗糙度的样品至关重要。
此信息已采购,从苏黎世仪器提供的材料中审核和调整。欧洲杯足球竞彩
有关此来源的更多信息,请访问苏黎世仪器。