Ниже приводится описание метода калибровки криогенного сканирующего зондового микроскопа:

I. Калибровка окружающей среды и инфраструктуры

Проверка на стабильность температуры: поскольку оборудование должно работать в условиях низких температур, сначала необходимо обеспечить точный контроль температуры в системе охлаждения. Датчики стандартной температуры размещаются вблизи стенда для отбора проб и отслеживают их колебания при заданной температуре. В идеальном состоянии колебания температуры в течение длительного периода эксплуатации должны контролироваться в минимальном диапазоне, и если колебания слишком велики, необходимо отладить параметры холодильной установки или проверить, повреждена ли изоляция.

Проверка вибрационной изоляции: небольшие вибрации мешают точности сканирования зонда. После включения сейсмического стенда, размещение лазерного интерферометра и другого чувствительного оборудования для обнаружения амплитуды вибрации поверхности стола, регулируя параметры амортизатора, чтобы вибрация упала до низкого уровня, чтобы обеспечить плавный процесс сканирования.

II. Калибровка ключевых характеристик зонда

1. Физико - морфологическая калибровка: выбор стандартных образцов известных периодических наноструктур, таких как растровые дифракционные шаблоны. Получение изображений в разных диапазонах сканирования для сравнения фактических измерений характерных размеров и номинальных значений, чтобы исправить точность смещения зонда, управляемого пьезоэлектрической керамической трубкой, и устранить искажения деформации, вызванные нелинейной ошибкой.

2. Калибровка кривой силы: использование микроконсольной балки с известным коэффициентом упругости в качестве механической ссылки. В режиме постукивания постепенно изменяется расстояние между зондом и образцом, регистрируется амплитуда консольной балки и кривая изменения фазы с расстоянием, соответствует истинному соотношению силы и расстояния, исправляется отклонение измерения силы, вызванное изменением модуля упругости консольной балки из - за температуры и других факторов.

3. Калибровка тока (для образцов проводимости): Подключение точного источника тока к переднему усилителю, нанесение серии известных токов на кончик зонда, синхронизация записи интенсивности сигнала обратной связи, построение стандартной кривой, чтобы облегчить последующую точную количественную оценку тока туннелирования и других электрических параметров.

III. Калибровка оптических вспомогательных систем

Если вы оснащены оптическим микроскопом для вспомогательной локализации, необходимо провести калибровку объектива. На подвижной платформе фиксируется крестообразная мишень с точной шкалой, переключается объективное наблюдение с различными увеличениями, настраивается оптическая система до тех пор, пока центр поля зрения не совпадает с исходной точкой координат, и линия шкалы не искажается, чтобы область наблюдения невооруженным глазом точно соответствовала рабочему интервалу сканирующего зонда.

IV. Периодическая всесторонняя проверка

В дополнение к вышеупомянутой специальной калибровке необходимо регулярно проводить общую оценку производительности. Использование монокристаллического кремниевого пластина в качестве комплексного тестового образца, непрерывное выполнение многоколесных сканирующих задач, охватывающих широкий обзор до мелкомасштабной точной визуализации, проверки повторяемости и согласованности; В то же время перекрестное сравнение результатов измерений различных зондов в одной и той же области, чтобы исследовать индивидуальные различия сверхплохих зондов.

Калибровка микроскопа криогенного сканирующего зонда требует комплексного учета стабильности окружающей среды, основных характеристик зонда и синергии вспомогательных систем, а также многомерной и периодической профессиональной калибровки, чтобы гарантировать, что точный прибор обеспечивает надежные микроскопические данные в сложных условиях.