2.3.5 Кривые подвода зонда к образцу
Рассмотрим колебания кантилевера вблизи поверхности образца. Как показано в пункте 2.2.1, потенциал взаимодействия зонд-образец имеет характерный вид показанный на рисунке 1. Во время контакта при деформации поверхности образца кантилевером преобладает сила упругого отталкивания. На расстояниях кантилевер-образец порядка нескольких десятков ангстрем главным является межмолекулярное взаимодействие, называемое силой Ван-дер-Ваальса.
![](/data/media/images/spm_basics/scanning_force_microscopy_sfm/linear_oscillations/spectroscopy/img01.gif)
Рис. 1. Типичный вид потенциала взаимодействия между зондом и образцом.
Как показано в пункте 2.3.4, наличие внешней силы, зависящей от пространственных координат, приводит к изменению резонансных свойств колебательной системы кантилевер-образец
![](/data/media/images/spm_basics/scanning_force_microscopy_sfm/linear_oscillations/spectroscopy/img02.gif)
(1)
![](/data/media/images/spm_basics/scanning_force_microscopy_sfm/linear_oscillations/spectroscopy/img03.gif)
(2)
![](/data/media/images/spm_basics/scanning_force_microscopy_sfm/linear_oscillations/spectroscopy/img04.gif)
(3)
где
- коэффициент жёсткости кантилевера,
– добротность колебательной системы,
– амплитуда колебаний кантилевера на резонансной частоте в отсутствии градиента внешней силы.
Таким образом, измеряя зависимость резонансной частоты, фазы или амплитуды колебаний от расстояния зонд-образец, можно восстановить вид производной, а в некоторых случаях и самой силы взаимодействия. Соответствующие экспериментальные кривые называются кривыми подвода (рис. 2).
Рис. 2. Кривые подвода зонда к образцу.
– амплитуда колебаний кантилевера на резонансной частоте,
– резонансная частота в отсутствии градиента внешней силы.