多頻率輕敲式原子力顯微儀之研究

Abstract

本論文中，使用多頻率輕敲式原子力顯微儀研究其功能以及應用。一般輕敲式原子力顯微儀使用一共振頻率驅動探針並使探針做一上下持續的振盪，輕敲樣品表面得到形貌資訊。今提供第二個頻率，和原本的共振頻率加總起來後一同輸入給壓電陶瓷片讓壓電陶瓷片上面的石英音叉做一綜合波形的振盪，在將第二個頻率的振幅訊息取出分析，並和第一頻率的振幅訊息和表面形貌做比較研究。 我們用多頻率輕敲式原子力顯微儀測量的樣品有DVD+RW基板、光纖斷切面、自製記錄點結構、菱形結構樣品和矽基版上鍍金和藍寶石基板上鍍金結構，樣品的選擇從單一材質且具規則性高低變化結構到有雙材質表面結構，藉由掃探各類的樣品並得到表面形貌，第一頻率振幅變化和第二頻率振幅變化以上三種圖形，由實驗結果分析得知，表面形貌即為樣品表面高低變化，第一頻率振幅量得到的是針尖樣品原子間作用力的一次微分，第二頻率振幅量得到的是第一頻率振幅量的二次微分，也是針尖樣品原子間作用力的一次微分。而第二頻率的振幅變化可以得到細微的樣品表面結構。