
- •2.1. Теория
- •Постоянная составляющая
- •Постоянный наклон
- •Неидеальность сканера, вычитание поверхности второго порядка
- •Шумы аппаратуры
- •Горизонтальные полосы на изображении
- •Линейные фильтры
- •Сглаживание
- •Градиентные фильтры
- •Фильтры резкости (Контрастирующие фильтры)
- •Нелинейные фильтры
- •2.1.4. Количественный анализ СЗМ изображений
- •Построение гистограммы изображения
- •Определение параметров шероховатости поверхности
- •Построение Фурье-спектра изображения
- •2.2. Порядок выполнения лабораторной работы
- •Задание 1. Планаризация изображения
- •Задание 2. Применение фильтров
- •Задание 3. Преобразование Фурье
- •Задание 4. Фурье-фильтрация
- •2.3. Контрольные вопросы
- •2.4. Литература
- •5. Изготовление зондов для СЗМ методом электрохимического травления
- •5.1. Теория
- •Зонды для туннельных микроскопов
- •Изготовление зондов методом электрохимического травления
- •Изготовление зондов методом перерезывания проволоки
- •Искажения, связанные с формой зонда
- •Устройство заточки зондов для СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР II
- •Определение остроты зонда
- •5.2. Задание
- •5.3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •Изготовление заготовки зонда
- •Подготовка к заточке
- •Заточка зонда
- •1-й способ (одноступенчатая заточка)
- •2-й способ (многоступенчатая заточка)
- •Подготовка к измерениям
- •Определение формы резонансного пика
- •Анализ результатов
- •5.4. Контрольные вопросы
- •5.5. Литература
- •6. Исследование поверхности твердых тел методами сканирующей туннельной микроскопии
- •6.1. Теория
- •Принцип работы сканирующего туннельного микроскопа
- •Факторы, влияющие на качество изображения в СТМ
- •Конструкция датчика туннельного тока СЗМ Наноэдюкатор II
- •6.2. Задание
- •6.3. Порядок выполнения работы
- •Подготовка прибора к работе
- •Определение максимального измеряемого тока
- •Определение величины минимального измеряемого тока
- •Получение рельефа поверхности методом постоянного туннельного тока
- •Подготовка к сканированию
- •6.4. Контрольные вопросы
- •6.5. Литература
- •7. Зондовая литография
- •7.1. Теория
- •7.1.1. Физические основы зондовой литографии
- •7.1.2. Виды зондовой литографии
- •7.1.2.1. СТМ литография
- •7.1.2.3. Силовая литография
- •7.2. Задание
- •7.3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •Подготовка к работе
- •Предварительное сканирование
- •Подбор параметров литографии
- •Векторная силовая литография
- •Растровая силовая литография
- •Завершение работы
- •7.4. Контрольные вопросы
- •7.5. Литература
- •8. Калибровка сканеров
- •8.1. Теория
- •Устройство и принцип работы сканера на основе пьезотрубок
- •Сканирование
- •Сканеры с емкостными датчиками положения
- •Обратная связь по осям X и Y
- •8.2. Задание
- •8.3. Проведение лабораторной работы
- •Подготовка образца
- •Подстройка датчиков положения
- •Калибровка сканера
- •Сканирование калибровочной решетки
- •Проверка калибровок
- •Изменение калибровочных параметров
- •Проверка калибровок
- •8.4. Контрольные вопросы

Лабораторная работа № 5
5.3.Порядок выполнения лабораторной работы
Изготовление заготовки зонда
Для выполнения лабораторной работы следует подготовить две заготовки, которые в дальнейшем будут заточены разными способами.
Инструменты и материалы:
●Вольфрамовая проволока диаметром 0.15 мм;
●Устройство для изготовления заготовки зонда;
●Ножницы.
Рис. 5-12. Устройство для изготовления заготовки зонда
1. Выпрямите проволоку на длину приблизительно 3 сантиметра;
Рис. 5-13
2.Вставьте проволоку до упора в металлический капилляр со стороны мерной канавки устройства.
Рис. 5-14
5-11

СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР II. Учебное пособие
3.Загните проволоку на угол приблизительно 180 градусов, прижимая ее пальцем к металлическому капилляру;
Рис. 5-15
4.Вытащите проволоку из капилляра. Отрежьте проволоку кусачками, на расстоянии 13–14 мм от загнутого конца (см. Рис. 5-16).
13 – 14 мм
Рис. 5-16. Заготовка зонда
5. Для формирования угла АВС вставьте проволоку со стороны точки В
(см. Рис. 5-17) в отверстие, расположенное в центре приспособления. Протащите проволоку сквозь отверстие.
Рис. 5-17 |
Рис. 5-18 |
5-12

Лабораторная работа № 5
6.Для изготовления зонда вставьте проволоку до упора в устройство со стороны торца без капилляра (Рис. 5-19).
7.Загните проволоку на 90 градусов, прижав ее пальцем к торцу (Рис. 5-20).
Рис. 5-19 Рис. 5-20
8. Выньте |
проволоку. |
Угол |
ВDС |
(см. Рис. 5-21) |
должен |
быть |
|
в пределах |
90 5 градусов. |
Ширина зазора должна быть не меньше |
|||||
1,0 0,5 мм. |
При слишком |
узком зазоре работа датчика может |
быть |
||||
нестабильной. |
|
|
|
|
|
Рис. 5-21. Заготовка для зонда
Подготовка к заточке
1.Подготовьте УЗЗ к работе:
a.Подключите УЗЗ к электрической сети.
b.Соедините УЗЗ с компьютером при помощи USB. Убедитесь, что режим травления выключен (голубой индикатор на верхней кнопке не горит).
c.Откройте окно видеокамеры и выберите для отображения изображение с видеокамеры УЗЗ.
2.Приготовьте 5 %-й раствор KOH:
ПРИМЕЧАНИЕ. При выборе концентрации раствора следует иметь ввиду
что, чем меньше концентрация щелочи, тем острее будет зонд, но при этом увеличивается время травления. В данной работе времена будут указаны для 5 % раствора.
a.Насыпьте щелочь в пробирку так, чтобы она занимала объем около 1 мл
(Рис. 5-22).
5-13

СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР II. Учебное пособие
Рис. 5-22
b.Налейте полную пробирку воды.
c.Закройте пробирку и взболтайте раствор, дождитесь пока щелочь полностью растворится.
3.Налейте раствор в чашку Петри, заполнив ее примерно на 3/4. Установите чашку Петри в выемку на основании УЗЗ как показано на Рис. 5-23.
Рис. 5-23. Чашка Петри установлена в УЗЗ
1 – рычаг, опускающий кольцо; 2 – винт регулировки вертикального положения кольца; 3 – чашка Петри
4.Проверьте, что кольцо, опускаясь, достает до раствора. Для этого опускайте кольцо, вращая винт 2 против часовой стрелки (до щелчка). Затем нажмите на рычаг 1. При необходимости долейте раствор.
5.Вставьте заготовку зонда со стороны точки В (Рис. 5-21) в металлический
держатель, входящий в комплект УЗЗ. Утопите заготовку до упора
(Рис. 5-24).
5-14

Лабораторная работа № 5
Рис. 5-24. Заготовка зонда вставлена в держатель
6. Опустив кольцо, вставьте держатель с заготовкой зонда в гнездо УЗЗ
(Рис. 5-23).
7.Опустите кольцо в раствор, налитый в чашку Петри, нажав на рычаг 1, затем
поднимите кольцо. В результате на кольце должна образоваться пленка раствора. Если пленка лопнула, снова опустите кольцо в раствор.
8.Поднимите кольцо на нужную высоту, поворачивая винт на верхней части УЗЗ по часовой стрелке. Расстояние до кольца (длина зонда) не должно превышать 5–6 мм (Рис. 5-25).
ПРИМЕЧАНИЕ. Видеокамера в СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР II расположена таким образом, что при длине зонда более 6 мм кончик зонда не попадает в поле зрения видеокамеры, что затрудняет подвод образца к зонду.
9.Убедитесь, что заготовка зонда не касается кольца. При необходимости поправьте положение заготовки пинцетом. Проверьте, что отсутствует контакт кольца с держателем заготовки.
5 мм
Рис. 5-25. Длина зонда не должна превышать 5–6 мм
10.Если вы хотите наблюдать за процессом травления в видеокамеру,
подключите ее компьютеру при помощи USB-кабеля; в окне видеокамеры выберите для отображении сигнал с видеокамеры УЗЗ. Отрегулируйте положение видеокамеры УЗЗ так, чтобы кольцо было в её поле зрения.
5-15