振动因素对SPM测量结果影响的研究.ppt

2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,振动因素对spm测量结果影响的研究,天津大学 光电测控技术研究所（ioemct） 精密测试技术及仪器国家重点实验室 纳米测试技术实验室 陈津平 2002年11月23日,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,振动在spm测量机理中的角色,di multimode spm 4094jv z： 0.09nm x、y: 1.9nm 4042e z： 0.05nm x、y: 0.3nm,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,spm工作环境中的振动因素,低频（100hz） 机械泵动装置 制冷系统 机加工工具在周围工作,低频隔振 沙箱 橡胶垫 金属盘簧悬挂系统 超导悬浮系统 涡流阻尼系统 光学平台 高频隔振 隔音腔 弹性元件,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,早期spm隔振研究 20世纪80年代中后期到90年代中后期,g. binnig “scanning tunneling microscopy” p. j. silverman “scanning tunneling microscope instrumentation” d. w pohl “some design criteria in scanning tunneling microscopy” c. f. quate “theories of the feedback and vibration isolation systems for the scanning tunneling microscope”,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,spm的一般结构,g. binnig“早期作品”,di multimode spm,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,近期spm隔振研究,s. devasia “vibration compensation for high speed scanning tunneling microscopy” w. arnold “vibration of free and surface-couple atomic force microscope cantilevers: theory and experiment” p. k. hansma “assessing the quality of scanning probe microscope designs” a stemmer “eliminating mechanical perturbations in scanning probe microscopy”,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,a. stemmer的一种离线补偿方法,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,本文工作,contact mode afm的z向振动 激振、测振位置均在multimode spm的基座上 激振：tektronix公司awg2021驱动pc扬声器 测振：sios公司微型激光干涉测振仪sp-s 激振频率：0-7khz 激振振幅：0-1500nm 扫描对象：si样品，1um x 1um x 10nm 图像类型：height 扫描频率：1.97hz,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,07khz，spm基座的激振结果,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,0500hz，spm基座的激振结果,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,050hz激振结果 spm基座、测头、扫描器外壳、样品台,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,推 论,spm基座、测头、扫描器外壳、样品台可看作一体 固有频率5hz、15hz、30hz、43hz、100hz、180hz 800hz以上振动响应很小（ 10nm）,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,600hz-1khz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,1khz-1.4khz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,1.4khz-1.8khz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,1.8khz-2.2khz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,0k-4k-3k-2k-1k hz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,0k-7k-6k-5k-4k hz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,si样品未受激振的情况,结论：1.6khz以上的振动结果接近si样品表面形貌,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,200-300-400-500-600 hz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,160-180-200-220-240 hz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,120-130-140-150-160 hz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,80-90-100-110-120 hz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,40-50-60-70-80 hz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,0-10-20-30-40 hz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,19-17-15-13-11 hz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,2-3-4-5-6 hz, height,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,07khz，tip-sample间距变动量,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,推 论,2khz以上，受激振得到的tip-sample 间距变动量小于 0.3nm，被si样品表面形貌淹没 在17hz、60hz、110hz、180hz、1khz振动响应强烈 tip-sample 间距变动量与spm机体受激振动不同，应当缘于扫描频率与激振频率的匹配,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,下一步的工作,tip-sample interaction的理论分析 扫描频率与激振频率的匹配实验 spm测头内psd的deflection信号分析 建立spm机体振动与tip-sample间距变动量的关系 利用signal access module上rs232将sp-s测得的spm机体振动用于tip-sample间距补偿,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,全国扫描隧道显微学学术会议 stmx 会议背景,陈津平 纳米测试技术实验室 精密测试技术与仪器国家重点实验室 天津大学,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,各届stm会议简介,1990-1996: stm1 stm4 负责人：白春礼 中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室 1998: stm5 负责人：黄文浩 中国科技大学 2000: stm6 负责人：毛秉伟 厦门大学 2002: stm7 负责人：胡钧 中国科学院上海原子核所、上海交通大学 2004: stm8 负责人：胡小唐 天津大学,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,stm7 小 结,与会者：150人 生物学应用：23篇 纳米材料与表面表征：47篇 纳米操纵、微加工与电子学：16篇 仪器与方法：16篇 spm公司：8家 本原 爱建 中科机电 东方科泰 veeco mi psia shimadzu（岛津）,2002-11-23,振动因素影响spm测量结果,stm7 感 想,专注于spm仪器研究的文章比重不高 进