1.6.2. Захват сигнала взаимодействия зонд-образец

Для вывода острия зонда в рабочую область и захвата сигнала взаи­модействия системой обратной связи выполняется процедура контроли­руемого сближения зонда и образца. Окно управления этой процедурой вызывается нажатием кнопки LANDING панели управления прибором (см. рис. 5) и выбором режима Slow в появившемся выпадающем меню. При работе в конфигурации SFМ эта кнопка становится доступной по­сле выполнения операции поиска и установки резонансной частоты. Окно Scanning Force Microscopy, Landing (рис. 7) содержит элементы управления выводом острия зонда в рабочую область и захватом сигна-

ла взаимодействия зонд-образец, а также элементы индикации парамет­ров, которые позволяют анализировать ход выполнения процедуры. Ин­дикаторы измеряемых параметров расположены на панели в правой части окна Scanning Force Microscopy, Landing.

Рис. 7. Окно операции захвата взаимодействия зонд-образец

В окне Scanning Force Microscopy, Landing пользователь имеет возможность наблюдать за следующими величинами:

- удлинением сканера (Scanner Protraction) по оси Z относительно максимально возможной, принятой за единицу. Величина относи­тельного удлинения сканера характеризуется уровнем заполнения левого индикатора цветом, соответствующим зоне, в которой находится сканер в текущий момент: зеленый цвет - рабочая зона; синий - вне рабочей зоны; красный - сканер подошел слишком близко к поверхности образца, что может повлечь деформацию зонда. В последнем случае программа выдает звуковое предупре­ждение. Горизонтальные метки на индикаторе Scanner Protrac­tion показывают установленную рабочую зону для величины Z.

Считается, что сканер находится в рабочем положении, если ве­личина Z находится между значениями, на которые указывают эти метки. Значения границ рабочей зоны задаются в окне параметров Options;

амплитудой колебаний зонда (Probe Oscillation Amplitude) отно­сительно амплитуды его колебаний в отсутствии силового взаи­модействия, принятой за единицу. Величина относительной ам­плитуды колебаний зонда показана на правом индикаторе уров­нем его заполнения бордовым цветом. Горизонтальная метка на индикаторе Probe Oscillation Amplitude указывает на уровень, при переходе через который производится анализ состояния ска­нера и его автоматический вывод в рабочее положение; количеством шагов, пройденных в заданном направлении (Steps).

Рис. 8. Окно параметров Options

Элементами управления окна Scanning Force Microscopy, Landing являются:

1. задание направления движения зонда шаговым двигателем (Probe Moving):

• Landing - сближение;

• Rising - удаление.

  2. установка величины силового взаимодействия между зондом и образцом в рабочем режиме (Set Interaction);

  3. установка полосы пропускания петли обратной связи за счет изменения коэффициента усиления в петле обратной связи (Feed Back Loop Gain);

  4. вызов окна параметров Options. (рис. 8).

1.6.3. Описание основных параметров окна Options

• Probe Amplitude Level - уровень на индикаторе Probe Oscil­lation Amplitude, при переходе через который производится анализ достижения рабочего положения сканера в процессе подвода. Уровень измеряется в относительных единицах. За единицу принята амплитуда колебаний зонда в отсутствии силового взаимодействия с образцом.

• Z Gate Min, Z Gate Max - границы рабочей области удлине­ния сканера в относительных единицах. За единицу принята величина максимального удлинения сканера.

• Scanner Decay - задержка, определяемая временем затухания переходных процессов в пьезокерамике.

• Integrator Delay - время, необходимое для удлинения скане­ра на полный диапазон при включении системы слежения.

• Frequency Band Rough - фиксированный для данного при­бора параметр. Установлен изготовителями.

• Rising Steps Number - количество шагов механизма подвода при выполнении цикла обратного хода сканера.

• Fast Landing Steps Number - количество шагов механизма подвода при выполнении операции ускоренного подвода зон­да.