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Noise in piezoresistive atomic force microscopy

机译：压阻原子力显微镜中的噪声

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The noise performance of piezoresistive atomicforce microscopy (AFM) devices is investigated. The totaldeflection noise of a piezoresistive AFM device comprisesvibrational noise from the cantilever, and Johnson and flickernoise from the piezoresistor. The vibrational deflection noise isfound to have a minimum when the length of the piezoresistor is2/3 of the cantilever length. The minimum vibrational deflectionnoise is (9/8 kBT/K)1/2, for a free cantilever, whereas a supportedcantilever has a minimum vibrational noise of (1/8kBT/K)1/2where K is the spring constant of the device. Takingself-heating of the device into account, it is shown that anoptimum power level exists at which the total equivalentdisplacement noise of a device is minimized. This minimumdeflection noise is, for a fixed value of the spring constant,approximately proportional to the cantilever thickness, whereas itvaries rather slowly with the length of the piezoresistor.
机译：研究了压阻原子力显微镜（AFM）器件的噪声性能。压阻式AFM器件的总偏转噪声包括悬臂的振动噪声，以及压阻器的Johnson和闪烁噪声。当压敏电阻的长度为悬臂长度的2/3时，振动偏转噪声最小。对于自由悬臂，最小振动挠度为（9/8 kBT / K）1/2，而支撑悬臂的最小振动噪声为（1 / 8kBT / K）1/2，其中K为设备的弹簧常数。考虑到设备的自发热，表明存在最佳功率水平，在该功率水平下，设备的总等效位移噪声被最小化。对于弹簧常数的固定值，此最小偏转噪声大约与悬臂厚度成正比，而随压电电阻器的长度变化相当缓慢。

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