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扫描式电子显微镜的三种控制技术介绍

发布日期: 2022-09-01
浏览人气: 83
   人类仅仅用眼睛和双手认识和改造世界是有限的,例如:人眼能够直接分辨的间隔大约为0.07mm;人的双手虽然灵巧,但不能对微小物体进行精确的控制和操纵。但是人类的思想及其创造性是无限的。当历史发展到二十世纪八十年代,一种以物理学为基础、集多种现代技术为一体的新型表面分析仪器——扫描式电子显微镜诞生了。
 
  纳米科学和技术是在纳米尺度上(0.1nm~1OOnm之间)研究物质(包括原子、分子)的特性和相互作用,并且利用这些特性的多学科的高科技。其目的是直接以物质在纳米尺度上表现出来的特性,制造具有特定功能的产品,实现生产方式的飞跃。纳米科学大体包括纳米电子学、纳米机械学、纳米材料学、纳米生物学、纳米光学、纳米化学等领域。
 
  扫描式电子显微镜的三种控制技术有何不同呢?下面咱们来一起看看:
 
  1、MIMO控制:控制器需要同时控制水平扫描和垂直定位。水平平面x轴的高速运动会引起轴向振动,水平高速扫描也会引起探头与样品之间的垂直振动。耦合引起的定位误差严重影响SPM的成像质量,甚至损坏探针和扫描样品。
 
  2、水平方向控制:水平方向控制使得探头能够通过控制压电致动器在样品表面上完成重复的光栅扫描,即,在X轴上重复地和快速地跟踪三角波轨迹,并且在Y轴上相对缓慢地跟踪斜率轨迹。水平方向控制使SPM探头能够在样品表面快速准确地跟踪扫描轨迹,从而实现SPM的高速扫描精度和扫描速度。
 
  3、竖直方向控制:垂直方向由压电致动器控制,以控制探针和样品表面之间的距离,使得探针和样品表面之间的物理相互作用是稳定的(或者探针和样品表面之间的距离以固定值稳定)。垂直定向精度直接影响SPM和纳米操作的成像精度,定位速度影响SPM的成像速度。
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