發(fā)布時(shí)間：2024-05-29 06:33

　　針對(duì)原子力顯微鏡(AFM)掃描參數(shù)對(duì)成像質(zhì)量的影響規(guī)律,對(duì)現(xiàn)有的掃描參數(shù)影響成像質(zhì)量的研究進(jìn)行了分析。提出了以幅值誤差作為評(píng)價(jià)AFM成像質(zhì)量的指標(biāo),通過實(shí)驗(yàn)研究了掃描參數(shù)對(duì)AFM成像質(zhì)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(shè)定點(diǎn)S這3個(gè)掃描參數(shù)間相互影響的現(xiàn)象,在S低較低情況下可設(shè)置更大的f_s和I,在獲取高質(zhì)量成像的同時(shí),提升了測(cè)量效率,對(duì)掃描參數(shù)的合理設(shè)置提供了可靠的操作準(zhǔn)則。

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【部分圖文】：

圖1AFM閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖

AFM的工作原理實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)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(dòng)探針的振動(dòng)幅值發(fā)生變化，而光杠桿能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)探針振動(dòng)的幅值。在掃描范圍內(nèi)的樣品表面上任意一點(diǎn)，光杠桿檢測(cè)得到的探針振動(dòng)幅值作為反饋信號(hào)與系統(tǒng)設(shè)定幅值(幅值設(shè)定點(diǎn))進(jìn)行比較產(chǎn)生誤差信號(hào)(幅值誤差)[....

圖2標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階輪廓以及對(duì)應(yīng)的幅值誤差圖

對(duì)于周期表面(如臺(tái)階結(jié)構(gòu))，AFM探針掃描經(jīng)過臺(tái)階兩側(cè)邊緣位置時(shí)，由于臺(tái)階邊緣位置高度值變化很大，引入的幅值誤差明顯高于臺(tái)階的其他位置。如圖2所示，正的幅值誤差是由探針掃描臺(tái)階邊緣的下降沿(自上而下掃描)產(chǎn)生，負(fù)的幅值誤差是由探針掃描臺(tái)階邊緣的上升沿(自下而上掃描)產(chǎn)生。評(píng)價(jià)AF....

圖3隨機(jī)表面形貌以及對(duì)應(yīng)的幅值誤差圖

不同于臺(tái)階標(biāo)樣，隨機(jī)表面形貌特征更加復(fù)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(gè)樣品表面的成像質(zhì)量就不能單獨(dú)取某一細(xì)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(jì)結(jié)果，需要定義評(píng)價(jià)指標(biāo)表示幅值誤差。在三維表面粗糙度評(píng)價(jià)參數(shù)中，表面算術(shù)平均偏差Sa和表面十點(diǎn)高度....

圖4幅值誤差與I的關(guān)系圖

按照表1的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)，并依據(jù)第2節(jié)所述數(shù)據(jù)處理和評(píng)價(jià)方法，獲得掃描參數(shù)對(duì)成像質(zhì)量的影響關(guān)系曲線，如圖4～圖7所示。圖5幅值誤差與P的關(guān)系圖

本文編號(hào)：3984203