掃描探針顯微的控制和技術(shù)

具有接觸、輕敲、相移成像、抬升等多種模式的掃描探針顯微鏡是一種綜合的原子力顯微鏡.摩擦顯微鏡.掃描隧道顯微鏡.磁力顯微鏡和靜電鏡組成的設(shè)備，能被測得的樣品的表面特征，例如形態(tài).粘彈.摩擦，吸附力，磁性/電場等。

利用掃描探針顯微鏡可以實時獲取樣品表面實空間的三維圖像。它不僅能適應(yīng)周期結(jié)構(gòu)的表面探測，而且能適應(yīng)真空、大氣、常溫、常壓等條件，還能用于非周期性表面結(jié)構(gòu)的探測。樣品甚至可以浸入液體，無需特殊的樣品制備技術(shù)，此外，其理論橫向分辨率可以達到0.1nm，而縱向分辨率則可以達到0.01nm，這種方法可以得到物質(zhì)表面的原子晶格圖象，這是除場離子顯微鏡和高分辨率透射電子顯微鏡之外，第三種可以在原子尺度上觀察物質(zhì)結(jié)構(gòu)的顯微鏡。

簡介掃描探針顯微控制技術(shù)：

1.MIMO控制：顯微鏡控制器要求對水平掃描和垂直定位進行控制。橫向平面x軸的高速運動引起軸向振動，而橫向快速掃描將導(dǎo)致試樣與試樣產(chǎn)生垂直振動。耦合性造成的定位誤差嚴重影響SPM的成像質(zhì)量，甚至破壞探頭和掃描樣品。

2.水平方向控制：水平方向控制使探頭能夠通過控制壓電驅(qū)動器對樣品表面進行重復(fù)光柵掃描，也就是說，在X軸上反復(fù)快速地跟蹤三角波軌跡，并在Y軸上對斜率軌跡進行相對緩慢的跟蹤。通過橫向控制，SPM探頭可以快速、準確地跟蹤樣品表面的掃描軌跡，從而達到SPM的高速掃描精度和掃描速度。

3.垂直方向控制：顯微鏡的垂直方向由壓電驅(qū)動器控制，以控制探頭與樣品表面的距離，從而使探頭與樣品表面之間的物理相互作用穩(wěn)定(或者，探針與試樣表面的距離保持穩(wěn)定)。垂向精度直接影響SPM和納米加工的成像精度，定位速度影響SPM成像速度。