4.2 K以下使用压电音叉的力-距离研究
凝聚态物理
2009-10-31 v1
摘要
压电石英音叉已被用作动态模式扫描力显微镜中的力传感器，该显微镜在1.7 K的温度和典型5 mbar的氦气压力下运行。电化学蚀刻的钨针尖粘在音叉的一个叉臂上，作为局部力传感器。其振荡振幅可在几埃到数十纳米之间调节。高达120000的品质因数允许非常精确地测量微小的频率偏移。比较了三种校准程序，它们允许基于谐振子模型和静电作用力确定频率偏移与局部力梯度之间的比例常数。校准后的传感器随后用于研究针尖与HOPG基底之间的相互作用。力梯度和耗散功率可以同时记录。研究发现，在针尖接近样品的过程中，尽管力梯度仍为负（即针尖仍处于吸引区域），已有可观的功率开始被耗散。这一观测结果与真正原子分辨率的实验一致，这些实验似乎需要相同的针尖-样品间距。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0005513,
title = {Force-distance studies with piezoelectric tuning forks below 4.2 K},
author = {J. Rychen and T. Ihn and P. Studerus and A. Herrmann and K. Ensslin and H. J. Hug and P. J. A. van Schendel and H. J. Guentherodt},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0005513},
year = {2009}
}