动态扫描力显微镜中振荡幅度的校准

本文描述了一种精确校准动态扫描力显微镜中振荡幅度的方法。实验表明，用于处理悬臂梁动态运动的典型电子设备可以被调整，将悬臂梁运动的热噪声从其共振频率转移到相应电子设备典型带宽内的低得多的频率。因此，在此类电子设备的同相（“相位”）和反相（“幅度”）输出中测得的热噪声可以与热能 $kT$ 相关联。如果悬臂梁的力常数已知，则可以根据这些信号中测得的热功率精确校准振荡幅度。基于此概念，提出了两种振荡幅度校准程序。一种是基于对用于处理悬臂梁动态运动的电子设备输出端测得的均方根（RMS）的简单计算，另一种是基于对相应频谱的分析以及品质因子、共振频率和信号强度的计算。