O microscópio de força atômica opera no modo de toque leve em ambiente atmosférico. Devido à pequena distância entre a alavanca e a amostra testada, a vibração da alavanca gera um amortecimento correspondente à película de pressão, afetando as características dinâmicas da alavanca. Baseando-se na equação da viga de Euler-Bernoulli para modelar a alavanca, combinada com a equação de Reynolds para estabelecer um modelo analítico do efeito de amortecimento por película da alavanca, foram estudados os principais fatores que afetam o efeito do amortecimento por película de pressão, analisando-se a influência deste efeito no coeficiente de amortecimento da alavanca e nas características de medição do microscópio de força atômica dinâmico sob diferentes modos de ressonância. Foram realizados experimentos e testes baseados em um microscópio de força atômica multimodal. Os resultados teóricos e experimentais indicam que o amortecimento por película de ar tem certo impacto nas características de medição do microscópio no modo de ressonância fundamental, com uma redução significativa no fator de qualidade da alavanca durante o processo de aproximação da amostra de 20 a 2 μm, com reduções de amplitude da alavanca de 7,8% e 20,6%, respectivamente; o aumento da largura da alavanca também aumenta o impacto do amortecimento por película de pressão. Sob as mesmas condições experimentais, o fator de qualidade e a amplitude da alavanca no segundo modo de ressonância não apresentam mudanças significativas. O efeito do amortecimento por película no modo de ressonância fundamental causa a redução do fator de qualidade do microalavanca, levando à diminuição da resolução e da velocidade de medição do microscópio de força atômica; os modos de ressonância superiores do microscópio multimodal podem reduzir significativamente o impacto do amortecimento por película de ar no fator de qualidade da alavanca e nas características de medição.

Microscópio de força atômica;Amortecimento por película;Fator de qualidade;Modos de ressonância superiores