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.

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

	изменение фазы колебаний		(1)
	изменение амплитуды колебаний		(2)
	изменение резонансной частоты		(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.