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【求助】SPM的校准问题

扫描探针显微镜SPM/AFM

  • 请教大家:
    一般怎样校准自己的AFM 呢?要校准哪些方面呢?
    采用什么样品?多大尺寸?
    校准的时候应该注意哪些问题?
    多久校准一次合适?
    校准中和校准后应给出什么指标和参数?
    对STM,又采用什么样品来校准?
    谢谢!
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  • hitttr

    第1楼2009/08/24

    所谓的校准,一般都是指,校准SPM的扫描器。
    由于扫描器的老化,漂移和环境温度对扫描器的影响,
    是的扫描器在使用一段时间之后,其测量值与实际值存在一定偏差,
    当这个偏差达到试验所不能容忍的程度时,就需要对扫描器进行校准。
    对不同的厂家,不同型号的仪器而言,其具体的校准的方法千差万别。
    但是过程几乎都是一样的。
    即用SPM扫描已知尺寸的标准样品,然后对扫描的图像进行测量,
    比较测量值与实际值之间的差异,
    然后根据这个差异来调整扫描器的校正参数。
    我们所使用的都是XYZ三向扫描器,对每一个轴都需要单独校正。

    使用最多的校正样品就是标准光栅。
    光栅的种类和型号很多,你可以自己上网查一下,然后向厂家咨询一下,
    他们会根据你的校正需要为你选择合适型号的光栅。

    STM用的校正光栅相对而已比较少。你可以用AFM模式来做校正。
    因为不管是什么模式,校正的都是扫描器,与操作模式无关。


    关于SPM校正周期,确切的时间,这个不大好说,
    有的说3个月,有的说半年。
    但是不管多长具体的时间是多少,这里有个基本的原则。
    就是系统的误差水平是否是在试验所允许的范围内。
    这个你可以用标准光栅来校验。

    mse2008 发表:请教大家:
    一般怎样校准自己的AFM 呢?要校准哪些方面呢?
    采用什么样品?多大尺寸?
    校准的时候应该注意哪些问题?
    多久校准一次合适?
    校准中和校准后应给出什么指标和参数?
    对STM,又采用什么样品来校准?
    谢谢!

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  • ative

    第2楼2009/08/24

    AFM校正采用标准的目前商业化的Calibration standard,尺寸为10micrometer的方形孔。要更高精度的校正要采用石墨片,看原子像。一般10微米的校正就够了。

    Stm的校正可以看si(111)晶面的7x7表面重构像,这要求UHV,不过不是UHV条件下看STM也没太大的意义。

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  • mse2008

    第3楼2009/08/24

    谢谢两位给的答案!
    但是还有些地方不大明白,比如说如果扫描器的非线性不是很好,那么是否要采用不同大小尺寸的样品,在不同的扫描范围内进行多次校准呢? 对一个扫描器在几个不同的范围区间内进行校准,彼此之间是否会有影响 ?

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  • 清风侠

    第4楼2009/08/25

    据我了解,校准因该是在最大范围内进行。如果非线性非常不好,可能是扫描器老化。

    mse2008 发表:谢谢两位给的答案!
    但是还有些地方不大明白,比如说如果扫描器的非线性不是很好,那么是否要采用不同大小尺寸的样品,在不同的扫描范围内进行多次校准呢? 对一个扫描器在几个不同的范围区间内进行校准,彼此之间是否会有影响 ?

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  • hitttr

    第5楼2009/08/25

    这位仁兄说得很对。对于你说的两个问题,答案都是肯定的。
    其实严格来讲扫描器的校正分为两个阶段:非线性校正尺寸定标。
    前面我们所讲的校正过程其实只是扫描器的尺寸定标过程。
    至于非线性校正,这是一个非常复杂的过程,
    每个厂家都有不同的模型,但原理都是一样的,
    其基本原理就是利用各种数学模型,
    构建出非线性的驱动电压,从而驱动扫描器做线性运动。

    非线性校正的过程,是一个繁琐的过程,
    一般都是厂家在仪器出厂时校正好的。
    由于除非是扫描器严格老化或者损坏,
    否则扫描器的非线性特性在使用过程中是不会有太大的变化的,
    所以普通用户最好不要轻易做对扫描器做非线性校正。

    如果必须要在的话,也得严格遵循说明书上的操作要求
    或者是在厂家工程师的指导下完成。


    mse2008 发表:谢谢两位给的答案!
    但是还有些地方不大明白,比如说如果扫描器的非线性不是很好,那么是否要采用不同大小尺寸的样品,在不同的扫描范围内进行多次校准呢? 对一个扫描器在几个不同的范围区间内进行校准,彼此之间是否会有影响 ?

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  • mse2008

    第6楼2009/08/26

    哈哈,这里果然专家比较多,谢谢!

    最大范围 ? 不太清楚具体怎么理解?是只校扫描器的最大扫描尺寸?看了一些资料,很多都选的是一个常用尺寸,比如说最大扫描范围是10微米,用3微米的样品来校。
    还有,最大扫描尺寸一般都在微米级吧,在微米级校后,能保证在纳米级的尺度也准确吗 ? 如果是准确的,为什么现在还要进行纳米级的标度呢?如果不是,就应该在各个不同范围校吧?

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  • pupple

    第7楼2009/08/27

    在校准的时候,确实要对大尺寸和小尺寸均做校准. 对于纳米尺度来说, 如果是工业生产,确实还需要用纳米尺度的样品对纳米尺度进行校准,但是对于科研来说,就没有那么高的要求了.

    mse2008 发表:哈哈,这里果然专家比较多,谢谢!

    最大范围 ? 不太清楚具体怎么理解?是只校扫描器的最大扫描尺寸?看了一些资料,很多都选的是一个常用尺寸,比如说最大扫描范围是10微米,用3微米的样品来校。
    还有,最大扫描尺寸一般都在微米级吧,在微米级校后,能保证在纳米级的尺度也准确吗 ? 如果是准确的,为什么现在还要进行纳米级的标度呢?如果不是,就应该在各个不同范围校吧?

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