原子力顯微鏡的圖像質(zhì)量受到探針磨損情況的直接影響,本文主要對基于超平表面的原子力顯微鏡(AFM)探針磨損問題進(jìn)行了試驗(yàn)研究,針對探針磨損效率以材料表面的粗糙度(Rq)作為評估指標(biāo),測試樣品選用了Rq小于0.5nm的超平表面。探針在10%的反饋回路設(shè)定值比例和懸臂目標(biāo)振幅比例的測試條件下,采用1Hz的掃描速度及1.7的I-gain值可使磨損最小,進(jìn)而有效提升探針使用壽命。

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【部分圖文】：

圖1反饋回路設(shè)定值比例對測量Ｒq的影響Fig.1Effectofset-pointamplituderatioonthechangeofＲq

。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，樣品測試Ｒq隨著TAＲ的增加而下降。當(dāng)TAＲ從10%上升到50%時，Ｒq值從0.32nm下降至0.30nm。當(dāng)TAＲ上升到50%后，Ｒq下降的趨勢明顯增大。而當(dāng)TAＲ上升到100%，Ｒq劇烈下降至0.25nm。該測試Ｒq的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.005nm左右，重現(xiàn)性較好，說明....

圖2I－gain值對測量Ｒq的影響Fig.2EffectofI－gainonthechangeofＲq

間越長。為了更好地體現(xiàn)超平材料的細(xì)節(jié)部分，本文選用512的線掃描點(diǎn)［17］。掃描速度(Scanrate，SＲ)是掃描器在XY方向移動的速度。SＲ除了影響掃描時間外，對樣品測量Ｒq值也有一定影響。當(dāng)SＲ從1.0Hz增加到2.0Hz時，樣品測量Ｒq從0.33nm下降到0.30nm［1....

圖3測量Ｒq的連續(xù)測試變化曲線Fig.3ThechangeintheＲqasthefunctionofscanningtimes

P－gain的值選定為2.5，考察I－gain對樣品測量Ｒq的影響。圖2中誤差信號的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.04mV左右。隨I－gain的增加，樣品測量Ｒq出現(xiàn)先增大后減小的趨勢。I－gain值為1.7時，樣品測量Ｒq達(dá)到最大值0.32nm。當(dāng)I－gain值較小時，反饋系統(tǒng)反應(yīng)較慢，在較短....

圖4I-gain對測量Rq的影響

?積分增益(I-gain)的影響情況進(jìn)行考察，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，Rq隨I-gain的增加呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，適中的I-gain值為1.7，在I-gain值為1.7時達(dá)到最大值（0.32nm），誤差信號的標(biāo)準(zhǔn)偏差約為0.04mV。反饋系統(tǒng)在取較小I-gain值時的反應(yīng)速度較慢，....

本文編號：3943771