- •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
СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР. Учебное пособие
6.3.Порядок выполнения работы
Подготовка прибора к работе
1.Включите виброизолирующую платформу.
2.Включите компьютер.
3.Включите СЗМ контроллер. Запустите программу NanoEducator 2.
Определение максимального измеряемого тока
1.Проверьте, что обратная связь по датчикам X, Y отключена ( ).
2.Снимите с предметного столика образец и держатель образца.
3.Согните свободный конец эталонного резистора таким образом, чтобы его длина составляла около 5 мм. При такой длине вы сможете увидеть момент контакта резистора с предметным столиком сканера при помощи видеокамеры прибора.
Рис. 6-5
4.Вставьте держатель с эталонным резистором в гнездо измерительной головки. Ток, протекающий через высокоомный эталонный резистор, имитирует туннельный ток. Эталонный резистор закреплен на основании датчика
взаимодействия вместо пьезотрубки. Один конец резистора заземлен, второй конец предназначен для подключения напряжения смещения, для чего следует обеспечить его электрический контакт с предметным столиком.
5.Установите измерительную головку на базовый блок прибора.
ВНИМАНИЕ! Будьте осторожны при установке измерительной головки, так как излишнее давление на предметный столик может привести к поломке сканера.
6.Откройте окно видеокамеры (кнопка ).
7.Откройте окно подвода (кнопка ). Ориентируясь по видеоизображению, поднимите сканер таким образом, чтобы свободный конец эталонного резистора касался предметного столика (Рис. 6-6).
6-8
Лабораторная работа № 6
Рис. 6-6. Резистор касается предметного столика сканера
8.Переключите микроскоп для работы по методам туннельной микроскопии, нажав кнопку СТМ на дополнительной панели главного окна программы.
Рис. 6-7
6-9
СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР. Учебное пособие
9. Откройте окно операций кнопкой |
. Перейдите на вкладку |
Спек тро с к о пия (Рис. 6-8). |
|
Рис. 6-8. Вкладка Спек тро с к о пия
10.Из раскрывающего списка Мето д выберите I(BV).
11.В полях ввода От, Дo задайте диапазон изменения приложенного к зонду напряжения. Чтобы избежать сильных воздействий на зонд рекомендуется задавать диапазон напряжения от –1 В до +1 В в абсолютных единицах.
12.Запустите измерения кнопкой Пус к .
После окончания измерений на панели графиков окна спектроскопии отобразится график зависимости I(V). Полученный график представляет собой прямую, отражающую закон Ома.
При правильно настроенной аппаратуре и отсутствии электрических утечек графики должны проходить через начало координат. Это означает, что при отсутствии напряжения ток, протекающий через резистор, равен нулю.
13.Сохраните график для представления в отчете.
14.Изменяя диапазон напряжения, добейтесь наличия на графике горизонтальных участков, возникающих из-за ограничений измерительной схемы (см. Рис. 6-9).
6-10
Лабораторная работа № 6
Рис. 6-9
15.Определите по графику максимальный измеряемый прибором ток.
16.По окончании измерений извлеките держатель с эталонным резистором из измерительной головки.
Определение величины минимального измеряемого тока
1.Из набора образцов для СЗМ НАНОЭДЮКАТОР II возьмите образец для СТМ. Поверхность образца должна быть чистой. Если на образце есть следы грязи или отпечатков пальцев, протрите его спиртом.
2.Установите образец для СТМ-измерений на магнитный держатель. Держатель
установите на предметный столик сканера. При установке опорные шарики предметного столика должны попасть в V-образные канавки на основании держателя.
ВНИМАНИЕ! Не прикладывайте чрезмерного усилия при установке образца во избежание повреждения сканера.
Рис. 6-10. Держатель с образцом установлен на предметный столик
6-11