掃(sao)描探針(zhen)顯(xian)微(wei)的(de)控(kong)制和(he)技術(shu)

具(ju)有(you)接觸、輕(qing)敲、相(xiang)移(yi)成(cheng)像(xiang)、擡(tai)升等(deng)多種(zhong)模(mo)式的(de)掃(sao)描探針(zhen)顯(xian)微(wei)鏡是壹種(zhong)綜合的(de)原子力(li)顯(xian)微(wei)鏡.摩(mo)擦顯(xian)微(wei)鏡.掃(sao)描隧道(dao)顯(xian)微(wei)鏡.磁力(li)顯(xian)微(wei)鏡和靜(jing)電鏡(jing)組成(cheng)的(de)設(she)備(bei)，能被測得的(de)樣品(pin)的(de)表面(mian)特(te)征，例(li)如(ru)形態.粘(zhan)彈(dan).摩(mo)擦，吸(xi)附力(li)，磁性(xing)/電場(chang)等。

利用(yong)掃(sao)描探針(zhen)顯(xian)微(wei)鏡可(ke)以實時獲(huo)取樣(yang)品(pin)表面(mian)實空間(jian)的(de)三維(wei)圖(tu)像(xiang)。它(ta)不(bu)僅(jin)能適(shi)應(ying)周(zhou)期(qi)結構的(de)表面(mian)探測(ce)，而(er)且(qie)能適(shi)應(ying)真空、大(da)氣、常溫、常壓(ya)等(deng)條件，還能用(yong)於(yu)非(fei)周(zhou)期(qi)性(xing)表面(mian)結(jie)構的(de)探測(ce)。樣(yang)品(pin)甚至(zhi)可(ke)以浸(jin)入(ru)液(ye)體，無需特(te)殊(shu)的(de)樣品(pin)制備(bei)技術(shu)，此(ci)外，其(qi)理(li)論(lun)橫(heng)向(xiang)分辨(bian)率(lv)可(ke)以達到0.1nm，而(er)縱向(xiang)分辨(bian)率(lv)則可(ke)以達到0.01nm，這種(zhong)方(fang)法(fa)可(ke)以得到物(wu)質(zhi)表面(mian)的(de)原子晶(jing)格圖(tu)象，這(zhe)是除場(chang)離(li)子顯(xian)微(wei)鏡和高(gao)分辨(bian)率(lv)透射(she)電(dian)子顯(xian)微(wei)鏡之外，第(di)三種(zhong)可(ke)以在(zai)原子尺(chi)度(du)上觀察物(wu)質(zhi)結構的(de)顯(xian)微(wei)鏡。

簡介掃(sao)描探針(zhen)顯(xian)微(wei)控(kong)制技術(shu)：

1.MIMO控(kong)制：顯(xian)微(wei)鏡控(kong)制器要(yao)求(qiu)對水平掃(sao)描和垂直(zhi)定(ding)位(wei)進(jin)行(xing)控(kong)制。橫(heng)向平面(mian)x軸(zhou)的(de)高(gao)速(su)運動(dong)引(yin)起(qi)軸(zhou)向振動，而(er)橫向(xiang)快(kuai)速(su)掃(sao)描將(jiang)導致試(shi)樣與(yu)試(shi)樣產生(sheng)垂直(zhi)振動。耦(ou)合性(xing)造成(cheng)的(de)定(ding)位(wei)誤(wu)差嚴重(zhong)影響(xiang)SPM的(de)成像(xiang)質(zhi)量，甚至(zhi)破壞(huai)探頭和(he)掃(sao)描樣品(pin)。

2.水平方(fang)向(xiang)控(kong)制：水平方(fang)向(xiang)控(kong)制使(shi)探頭能夠(gou)通(tong)過(guo)控(kong)制壓(ya)電(dian)驅(qu)動器對樣(yang)品(pin)表面(mian)進(jin)行(xing)重復光(guang)柵(zha)掃(sao)描，也(ye)就(jiu)是說(shuo)，在X軸(zhou)上反復快(kuai)速(su)地(di)跟(gen)蹤(zong)三角(jiao)波(bo)軌(gui)跡，並在(zai)Y軸(zhou)上對斜率(lv)軌(gui)跡進(jin)行(xing)相(xiang)對緩(huan)慢(man)的(de)跟蹤(zong)。通(tong)過(guo)橫(heng)向控(kong)制，SPM探頭可(ke)以快(kuai)速(su)、準(zhun)確(que)地(di)跟(gen)蹤(zong)樣(yang)品(pin)表面(mian)的(de)掃(sao)描軌跡，從而(er)達到SPM的(de)高(gao)速(su)掃(sao)描精度和掃(sao)描速(su)度(du)。

3.垂直(zhi)方(fang)向(xiang)控(kong)制：顯(xian)微(wei)鏡的(de)垂直(zhi)方(fang)向(xiang)由(you)壓(ya)電(dian)驅(qu)動器控(kong)制，以(yi)控(kong)制探頭與(yu)樣品(pin)表面(mian)的(de)距離(li)，從而(er)使(shi)探頭與(yu)樣品(pin)表面(mian)之間(jian)的(de)物(wu)理(li)相(xiang)互作用穩(wen)定(ding)(或(huo)者，探針(zhen)與試(shi)樣表(biao)面(mian)的(de)距離(li)保持穩(wen)定(ding))。垂向(xiang)精度直接影響SPM和納米加(jia)工(gong)的(de)成像(xiang)精度，定(ding)位(wei)速(su)度(du)影(ying)響(xiang)SPM成(cheng)像(xiang)速(su)度(du)。