發(fā)布時間：2024-05-29 06:33

　　針對原子力顯微鏡(AFM)掃描參數(shù)對成像質量的影響規(guī)律,對現(xiàn)有的掃描參數(shù)影響成像質量的研究進行了分析。提出了以幅值誤差作為評價AFM成像質量的指標,通過實驗研究了掃描參數(shù)對AFM成像質量的耦合影響。發(fā)現(xiàn)了掃描頻率f_s、積分增益I和幅值設定點S這3個掃描參數(shù)間相互影響的現(xiàn)象,在S低較低情況下可設置更大的f_s和I,在獲取高質量成像的同時,提升了測量效率,對掃描參數(shù)的合理設置提供了可靠的操作準則。

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1AFM閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖

AFM的工作原理實質上就是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖1所示。樣品表面形貌變化引起高頻振動探針的振動幅值發(fā)生變化，而光杠桿能夠實時檢測探針振動的幅值。在掃描范圍內(nèi)的樣品表面上任意一點，光杠桿檢測得到的探針振動幅值作為反饋信號與系統(tǒng)設定幅值(幅值設定點)進行比較產(chǎn)生誤差信號(幅值誤差)[....

圖2標準臺階輪廓以及對應的幅值誤差圖

對于周期表面(如臺階結構)，AFM探針掃描經(jīng)過臺階兩側邊緣位置時，由于臺階邊緣位置高度值變化很大，引入的幅值誤差明顯高于臺階的其他位置。如圖2所示，正的幅值誤差是由探針掃描臺階邊緣的下降沿(自上而下掃描)產(chǎn)生，負的幅值誤差是由探針掃描臺階邊緣的上升沿(自下而上掃描)產(chǎn)生。評價AF....

圖3隨機表面形貌以及對應的幅值誤差圖

不同于臺階標樣，隨機表面形貌特征更加復雜，更具有一般的代表性，如圖3所示。幅值誤差圖為了反映整個樣品表面的成像質量就不能單獨取某一細節(jié)的幅值誤差來表征。因此為了體現(xiàn)幅值誤差的整體統(tǒng)計結果，需要定義評價指標表示幅值誤差。在三維表面粗糙度評價參數(shù)中，表面算術平均偏差Sa和表面十點高度....

圖4幅值誤差與I的關系圖

按照表1的實驗設計完成實驗，并依據(jù)第2節(jié)所述數(shù)據(jù)處理和評價方法，獲得掃描參數(shù)對成像質量的影響關系曲線，如圖4～圖7所示。圖5幅值誤差與P的關系圖

本文編號：3984203