Dotykové AFM měření

Před počátkem měření provedeme přiblížení nosníku těsně nad povrch vzorku a předběžně nastavíme parametry zpětné vazby (standardně P=0,3, I=0,1 a D=0), hodnotu udržovanou zpětnou vazbou (setpoint, souvisí se sílou, kterou hrot na vzorek vyvíjí), počet řádků v obraze, skenovací rychlost a velikost obrazu. Jako poslední krok musíme vybrat sbírané signály (topografie, laterální síly, chybový signál).

Křivka odezvy

V další fázi můžeme přistoupit k uvedení systému do zpětné vazby. Vlastní přiblížení do dotyku se provádí elektronicky, v signálu se začnou objevovat oscilace odpovídající mechanickému pohybu. V okamžiku doteku signál skokem přejde na konstantní hodnotu, pohyb se zastaví a začne pracovat zpětná vazba. Je-li místo toho vidět, že se nosník příliš ohýbá (nosník se v těchto případech silně leskne), vzorek pohybuje apod., musíme přibližování přerušit, nosník vyzdvihnout a upravit vzorek nebo nastavení mikroskopu. Pokud se motorek zastaví, aniž by systém byl „ve vazbě“, zřejmě nepostačuje rozsah elektronického pohybu, nosník se musí vyzvednout a provést hrubé přiblížení manuálně a celý cyklus zopakovat.
Proběhlo-li přibližování správně, systém se dostane do zpětné vazby a udržuje hodnotu SetPoint. Již nyní můžeme otestovat PID parametry vazby: je-li vazba příliš silná, jsou v průbězích vidět oscilace a bude třeba snížit parametr I. Nejsou-li kmity vidět, musíme otestovat, zda není vazba „falešná“ (zvolíme-li nízkou hodnotu SetPoint, může systém dosáhnout této hodnoty, aniž by byl v kontaktu se vzorkem). Test se provede pomocí odezvy nosníku, při níž bude hrot mírně vtlačován do vzorku a zaznamenávat se ohyb nosníku. Je-li vše v pořádku, musí mít výsledná závislost (aproximovaná přímkou, jedná se o lineární část Fd křivky, ale zrcadlově převrácenou) kladnou směrnici a body by neměly být příliš rozptýleny.

Posledním přípravným krokem je přesné nastavení parametrů zpětné vazby. které provádíme při jednorozměrném skenování (měří se stále tentýž řádek). V ideálním případě by se jednotlivé průběhy měly překrývat, není-li tomu tak, musíme měnit parametry vazby (popřípadě velikost rychlosti) a snažit se průběhy ustálit. Podaří-li se, vyčkáme několik sekund a můžeme zapnout vlastní sběr dat. Na většině vzorků však ideálního stavu nedosáhneme a musíme se spokojit alespoň s částečným překryvem. K překrytí průběhů by mělo dojít jak v topografii, tak v chybovém signálu. Ten je však mnohem citlivější a shody se hůře dosáhne.

Během skenování musí být mikroskop pod dohledem, protože výškové změny povrchu vzorku mohou způsobit buď nadměrné ohnutí nosníku (až zlomení) nebo naopak ztrátu kontaktu se vzorkem. Na obě situace je nejlépe zareagovat přerušením skenování.

Obraz se postupně vykresluje na obrazovce počítače, zpravidla ne v původním stavu, ale podroben okamžitému zpracování s ohledem na škálování. K dispozici bývají různé režimy prokládání (lineární nebo kvadratické „pozadí“, buď plošné, nebo řádkové).