2.2. Підготовка до вимірювань.

1. Навести лазерний промінь на консоль таким чином, щоб відбитий лазерний промінь точно попадав в центр фотодіода (сигнали S₁ = 0 та S₂ = 0).

2. Встановити зразок на сканер з датчиками.

3. Встановити вимірювальну головку.

4. Підвести зонд до поверхні. Рух зразка відбувається доти, поки значення сигналу з фотодіода (сигнал Mag) не стане рівним значенню SetPoint.

Завдання до роботи

1. Ознайомитись з вимірювальною установкою, яка використовується в роботі.

2. Напівконтактним методом виміряти рельєф поверхні з нанорозмірними об’єктами. Виміряти виконувати для кількох ділянок досліджуваної поверхні площею 10х10, 5х5 та 1х1 мкм². Кількість експериментальних точок обрати 512х512.

3. Проаналізувати отримані зображення за допомогою модуля Image Analysis: відрахувати поверхню першого та другого порядку, побудувати тривимірні та двовимірні зображення рельєфу поверхні.

4. Побудувати розподіли за висотами вздовж лінії, яка проведена через нанооб’єкти (не менше трьох). Визначити висоту та діаметр досліджуваних наночастинок.

5. Провести аналіз шорсткості та визначити статистичні параметри поверхні (середня арифметична шорсткість, середня квадратична шорсткість, асиметрія) і отримати гістограму густини розподілу.

Контрольні питання

1. Назвіть основні компоненти скануючого зондового мікроскопу та їх призначення. Поясніть принцип дії неконтактного силового сенсора.

2. Назвіть параметри від яких залежить якість зображення в скануючому зондовому мікроскопі.

3. Як впливає присутність адсорбційного шару на поверхні зразка на взаємодію зонда та поверхні?

4. Поясність фізичні особливості роботи контактних та безконтактних методів.

5. Який фізичний зміст має різниця значень S₁ = (І₁+ І₄) – (І₂+ І₃) та S₂ = (І₁+ І₂) – (І₃+ І₄) після спрацювання системи зворотного зв’язку?

Список використаних джерел

1. В.Л. Миронов Основы сканирующей зондовой микроскопии. г.Нижний Новгород: РАН ИФМ, 2004г.

2. М.Борн, Э.Вольф. Основы оптики. М.: Наука, 1973.

3. Э.Руска. Развитие электронного микроскопа и электронной микроскопии - Нобелевские лекции по физике – 1996. УФН, т. 154 (1988), вып.2, с. 243.

4. Г.Биннинг, Г.Рорер. Сканирующая туннельная микроскопия — от рождения к юности — Нобелевские лекции по физике – 1996. УФН, т. 154. (1988), вып.2, с. 261

5. A Practical Guide to Scanning Probe Microscopy. ThermoMicroscopes, 1999.

(http://www.thermomicro.com/spmguide/contents.htm)

6. U.Hartmann. An Introduction to Atomic Force Microscopy and Related Methods. TopoMetrix, 1997.

7. N.J.DiNardo. Nanoscale Characterization of Surfaces and Interfaces. Wiley,1994.

8. А.А. Бухараев, Д.Б. Овчинников, А.А. Бухараева. Диагностика поверхности с помощью сканирующей силовой микроскопии (обзор).

Заводская Лаборатория. Исследование структуры и свойств, Физические методы исследования и контроля. 1996, №1, с.10-27.

9. П.А. Арутюнов, А.Л. Толстихина. Атомно-силовая микроскопия в задачах проектирования приборов микро- и наноэлектроники. Часть I: Микроэлектроника, 1999, том 28, № 6, с. 405-414

(http://www.ntmdt.ru/publications/download/microelecronica_1999_28_6.pdf)