Modellizzazione e controllo dell'attuatore verticale di un microscopio a forza atomica

La microscopia a forza atomica ha rivoluzionato l'approccio all'analisi topografica dei materiali, consentendo l'osservazione a livello atomico di una grande varietà di campioni a fronte di requisiti di preparazione relativamente semplici. Analizzando le forze d'interazione tra il campione ed una microsonda posta in prossimità ad esso, è possibile convertire queste informazioni in un'immagine digitale che renda possibile all'occhio umano l'osservazione di grandezze su scala atomica. Tra i requisiti necessari allo sviluppo e la produzione di una strumentazione capace di implementare questa tecnologia, vi è la progettazione di un attuatore in grado di posizionare il campione con precisione nanometrica sui tre assi dimensionali, in base alle forze misurate tra la sonda e il campione. Essendo la topografia del campione in questione imprevedibile, è fondamentale lo sviluppo di un sistema di controllo che garantisca grande precisione per evitare danneggiamenti al campione e alla microsonda, oltre a tempi di risposta rapidi che consentano una velocità di imaging consona, soprattutto nel caso di materiali deteriorabili.