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 应用说明

原子力显微镜（MF-AFM）中的多频技术可以以机械，电，磁或光学响应的​​形式区分出样品相互作用的许多不同贡献。MF-AFM对非线性效应也很灵敏，因为非线性效应会引起振荡悬臂的稳态运动产生谐波失真。由于大多数AFM传感器在高达几个MHz的频率下都具有不同的本征模式，因此可以利用分别ji活和检测此类模式的能力来适应各种物理现象。例如，双峰激发，双谐波开尔文探头，多谐波模式以及许多SNOM或增强技术经常利用高次谐波的产生。

测量方法

从一个或多个输入同时解调许多频率分量是多频率技术的关键要求。测量设置的选择取决于信息是否主要包含在本征模式（即谐振器的自然振动模式），谐波（即基音的整数倍）或两者中。尽管如此，我们仍可以区分MF-AFM的三种不同测量策略：

驱动并测量多个本征模式，这些本征模式映射了来自不同交互作用（例如，电气和机械作用）的作用力。可以在开环或闭环配置中执行此类测量，以主动共振。

较高的本征模表现出不同的品质因数Q和刚度k，并且可以以不同的幅度A驱动：这导致谐振器与样品相互作用之间的独特耦合强度和响应。使用不同的本征模式在01模式下检测振幅较小的短距离力，并在02模式下以较大振幅保持稳定的反馈。

记录尽可能多的谐波分量上的样本相互作用，以根据逆FFT变换完全重建非线性相互作用。

因此，广泛的测量功能和可调节的调制参数对于设计和优化实验装置至关重要。

选择瑞士Zurich Instruments 锁相放大器优势

瑞士Zurich Instruments 锁相放大器产品均内置了多频率驱动和多解调检测功能，可进行快速设置和重新配置。例如，根据仪器平台，通过基于MF-MD，HF2LI-MF，UHF-MF选件的升级，可以实现在单路或双路输出上驱动正弦波线性叠加。

单个仪器可让您测量各种本征模式和谐波的频率分量。输入信号可以来自垂直或横向偏转，并且可以同时进行测量。

当对表面成像或在力谱模式下成像时，借助LabOne数据采集（DAQ）模块，可以同时采集测量信号（记录相位，幅度，频率，PID误差等）。

通过在驱动和检测之间使用移相器或通过调整两个驱动信号之间的相位，可以使信号强度大化。这对于与相位相关的信号特别重要，例如在耗散开尔文探针力显微镜（D-KPFM），Q-Control或磁共振力显微镜（MRFM）中研究的信号。

由于UHFLI锁定放大器的锁定时间常数低至30 ns，因此多频能力可以成功地与高速扫描结合。

输入和输出通道的数量随您的需求而增长：多设备同步（MDS）可以无缝集成多个仪器，使其表现出一种。

相关刊物

Kawai，S.，Hafizovic，S.，Glatzel，T.，Baratoff，A.＆Meyer，E. 通过多重锁定技术快速重建强非线性特性。物理 版本B 85，165426（2012）

Ebeling，D.，Eslami，B.和De Jesus Solares，S. 可视化软物质的地下：同时地形成像，调制和三频原子力显微镜的成分映射。ACS Nano 7，10387-10396（2013）

Dufrêne，YF等。原子力显微镜的成像模式在分子和细胞生物学中的应用。自然nm技术。12，295–307（2017）

Nievergelt，AP 在高速原子力显微镜方面的发展。DOI：10.5075 / epfl-thesis-8653（2018）

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