非接触式原子力显微镜模拟器：采用锁相环控制频率检测与激励
摘要：模拟了一个在恒定振幅动态模式下工作的原子力显微镜。该实现模拟了真实设置中的电子器件，包括数字锁相环（PLL）。PLL不仅用作非常敏感的频率探测器，还用于产生驱动悬臂的时间相关相位移信号。详细确定了各个功能模块的最佳调整和它们在典型实验中的联合性能。在测试完整装置之前，对数值PLL和幅度控制器的性能进行了验证，与真实组件的性能相比令人满意。还专注于表观耗散问题，即由于尖端与表面之间的非线性相互作用和各种控制器的有限响应时间而引起的驱动振幅的虚假变化。为此，给出了在操作条件下仪器可检测到的最小耗散能量的估计。这使我们能够讨论模拟器中可条件生成的表观耗散与实验报告的值之间的相关性。分析强调，表观耗散可以为悬臂与表面相互作用的固有耗散能量贡献高达15％的测量耗散，但在适当调整控制器、PLL增益和扫描速度时可以忽略不计。据推测，文献中通常报告的耗散实验值不能仅仅源于表观耗散，这支持了“物理”耗散通道的假设。
作者：Laurent Nony (L2MP), Alexis Prof. Baratoff (NCCR), Dominique Schaer, Oliver Pfeiffer (NCCR), Adrian Wezel (NCCR), Ernst Meyer (NCCR)
论文ID：physics/0701343
分类：Atomic and Molecular Clusters
分类简称：physics.atm-clus
提交时间：2007-05-23