基于超平表面的原子力显微镜探针磨损研究

发布时间：2024-03-31 09:04

　　原子力显微镜的图像质量受到探针磨损情况的直接影响,本文主要对基于超平表面的原子力显微镜(AFM)探针磨损问题进行了试验研究,针对探针磨损效率以材料表面的粗糙度(Rq)作为评估指标,测试样品选用了Rq小于0.5nm的超平表面。探针在10%的反馈回路设定值比例和悬臂目标振幅比例的测试条件下,采用1Hz的扫描速度及1.7的I-gain值可使磨损最小,进而有效提升探针使用寿命。

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【部分图文】：

图1反馈回路设定值比例对测量Ｒq的影响Fig.1Effectofset-pointamplituderatioonthechangeofＲq

。结果发现，样品测试Ｒq随着TAＲ的增加而下降。当TAＲ从10%上升到50%时，Ｒq值从0.32nm下降至0.30nm。当TAＲ上升到50%后，Ｒq下降的趋势明显增大。而当TAＲ上升到100%，Ｒq剧烈下降至0.25nm。该测试Ｒq的标准偏差为0.005nm左右，重现性较好，说明....

图2I－gain值对测量Ｒq的影响Fig.2EffectofI－gainonthechangeofＲq

间越长。为了更好地体现超平材料的细节部分，本文选用512的线扫描点［17］。扫描速度(Scanrate，SＲ)是扫描器在XY方向移动的速度。SＲ除了影响扫描时间外，对样品测量Ｒq值也有一定影响。当SＲ从1.0Hz增加到2.0Hz时，样品测量Ｒq从0.33nm下降到0.30nm［1....

图3测量Ｒq的连续测试变化曲线Fig.3ThechangeintheＲqasthefunctionofscanningtimes

P－gain的值选定为2.5，考察I－gain对样品测量Ｒq的影响。图2中误差信号的标准偏差为0.04mV左右。随I－gain的增加，样品测量Ｒq出现先增大后减小的趋势。I－gain值为1.7时，样品测量Ｒq达到最大值0.32nm。当I－gain值较小时，反馈系统反应较慢，在较短....

图4I-gain对测量Rq的影响

?积分增益(I-gain)的影响情况进行考察，实验结果如图4所示，Rq随I-gain的增加呈现出先增后减的趋势，适中的I-gain值为1.7，在I-gain值为1.7时达到最大值（0.32nm），误差信号的标准偏差约为0.04mV。反馈系统在取较小I-gain值时的反应速度较慢，....

本文编号：3943771