消除AFM噪聲的有效隔振方案

在生物工程,，材料科學(xué)和納米技術(shù)等高靈敏度儀器設(shè)備如掃描探針顯微鏡（SPMs）已被廣泛的使用,，即使是微量的振動噪聲也會影響到顯微鏡圖像和數(shù)據(jù)的質(zhì)量,。在掃描探針顯微鏡中有不同的探頭,，收集信息可以采取多種形式,，包括地形,，元素組成，導(dǎo)電性等,。為了準(zhǔn)確的測量和記錄數(shù)據(jù),，儀器必須在探針，臺面和探測器之間保持一個恰當(dāng)穩(wěn)定的距離,。因為這些技術(shù)儀器都對環(huán)境噪聲非常敏感,，SPMs通常需要某種形式的振動隔離,。因為各種各樣的影響因素，比如環(huán)境的噪聲（聲,，振動,，電磁噪聲）和熱波動，應(yīng)用領(lǐng)域和所使用的設(shè)備類型無論是主動還是被動隔振系統(tǒng),，都可以用于消除AFM的噪聲,。

掃描探針顯微鏡（SPM）

  掃描探針顯微鏡（SPM）通過光柵探針在樣品表面獲取信息。SPM有各種各樣的探針,，因而可以采取多種形式的信息收集形貌,、元素組成、電導(dǎo)率等等取決于探頭的類型,。

掃描隧道顯微鏡（STM）

  掃描隧道顯微鏡（STM）是一種由SPM發(fā)展出來的顯微鏡,。STM與IBM在1981年發(fā)明。STM通過一個自動化的（通常是鎢）來與樣品取得近場聯(lián)系,，然后施加一個偏置電壓是產(chǎn)生隧道電流,。當(dāng)掃描樣品表面時，產(chǎn)生的電平通過與參考電平比較,，產(chǎn)生樣品表面形貌,。STM成像能夠在室外空氣或者超高真空室進(jìn)行（UHV-STM）。STM使得研究者能夠觀察出清晰度水平,。他們現(xiàn)在能夠觀察并操控單個原子,。毫不夸張的說STM的發(fā)展*的改變了納米技術(shù)領(lǐng)域研究。不僅提供新功能,，同時建立了掃描探針顯微鏡（SPM）的基礎(chǔ)概念,，STM成為顯微鏡的一個新領(lǐng)域的基礎(chǔ)。

原子力顯微鏡（AFM）

  原子力顯微鏡是廣泛運(yùn)用SPM技術(shù)的顯微鏡,。AFM通過在樣品表面移動一個超精細(xì)的機(jī)械探針,，來進(jìn)行運(yùn)作。在靠近樣品表面出于樣品表面上的原子力相互作用,，而不是直接觸碰樣品,。連接到一個懸臂梁，在樣品表面探測時進(jìn)行偏轉(zhuǎn),。一束激光安設(shè)在懸臂的背面,，并進(jìn)入到一個探測器，該探測器收集信息,，由此產(chǎn)生的圖像提供了一個很好的視圖上的樣品的超高分辨率的表面形貌,。除了上面所述的普通的聯(lián)系模式，AFM發(fā)展除了更多的操作模式，包括費(fèi)接觸模式,，竊聽模式,，和力調(diào)制模式。商業(yè)原子力顯微鏡在1988年出售,。從那時候起,，原子力顯微鏡逐漸發(fā)展成為遺留的納米技術(shù)研究顯微鏡。AFM的口碑越來越突出得益于他簡單的操作的能力,，手機(jī)高度的納米尺度的表面數(shù)據(jù),。AFM現(xiàn)在普遍應(yīng)用在大學(xué)科學(xué)部門和大公司的研發(fā)部門,。AFM的應(yīng)用還在不斷的發(fā)展,，例如使用原子力顯微鏡技術(shù)來診斷和研究癌細(xì)胞。

主動和隔振系統(tǒng)在AFM應(yīng)用中的表現(xiàn)：

儀器：多種模式的數(shù)字AFM,，放置于冷凍膛內(nèi),。

樣品：云母片上的DNA

描述：圖像的是放置在TS-150主動隔振系統(tǒng)上的AFM。拍照到一半的時候,，主動隔振電源關(guān)掉,，剩下內(nèi)置的被動彈簧作為隔振源。從下半圖中可以清楚的看到垂直波紋,，這就是環(huán)境振動對于AFM成像的影響,。這可以明顯的比較出主動隔振和被動隔振之間的差別。見下圖：

主動隔振在Asylum MFP-3D原子力顯微鏡中的應(yīng)用實(shí)例效果：