Kelvin Probe Force Microscopy. AFM Theory from NT-MDT.

Theory from NT-MDT.
More information you could find here:
AFM Theory: https://www.ntmdt-si.com/resources/sp...
AFM Applications: https://www.ntmdt-si.com/resources/ap...
Our webinars: https://www.ntmdt-si.com/resources/we...
Key publications: https://www.ntmdt-si.com/resources/pu...

Go to our website and discover some new: https://www.ntmdt-si.com
Your AFM & Raman Company

Kelvin probe force microscopy (KPFM) was invented for measuring contact potential difference between the probe and the sample. At present time KPFM is based on the two-pass technique. In the first pass the topography is acquired using standard Semicontact mode (mechanical excitation of the cantilever). In the second pass this topography is retraced at a set lift height from the sample surface to detect the electric surface potential Ф(x). During this second pass the cantilever is no longer excited mechanically but electrically by applying to the tip the voltage Vtip containing dc and ac components.
The feedback then changes the dc tip potential Vdc until the ac component of the cantilever (and accordingly ac component of the tip-force) vanishes, e.g. Vdc(x) became equal to Ф(x). So mapping Vdc(x) reflects distribution of the surface potential along the sample surface. If no special tip-sample bias voltage is applied this distribution is Contact Potential Difference distribution.
More info - https://www.ntmdt-si.com/resources/sp...

Метод зонда Кельвина был предложен для измерения контактной разности потенциалов между зондом и образцом. Применяемая в настоящее время Кельвин-зондовая силовая микроскопия основывается на двухпроходной методике. В первом проходе определяется рельеф поверхности образца с использованием Прерывисто-контактного метода (колебания кантилевера возбуждаются механически). На втором проходе этот рельеф отслеживается при прохождении над образцом на некоторой высоте для определения поверхностного электрического потенциала Ф(x). В течение этого второго прохода колебания кантилевера возбуждаются не механически, а электрически путем приложения к зонду напряжения смещения Vtip содержащего статическую и динамическую компоненты. Сила зонд-поверхность
действующая на первой гармонике, пропорциональная разности потенциалов поверхности и зонда, приводит к соответствующим колебаниям кантилевера. Система обратной связи изменяет постоянную составляющую потенциала зонда пока компонента колебаний кантилевера (и, соответственно, компонента силы зонд-образец) не исчезнет, т.е. пока Vtip не станет равной Ф(x).
Более подробно - https://www.ntmdt-si.ru/resources/spm...