用于减小控制对测量影响的AFM新工作模式

摘要

原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是纳米尺度线宽成像和测量的重要工具.但系统的非线性和控制器参数选择的多样性导致AFM控制的不确定性,影响了AFM测量结果的精确性和重复性.为克服这个缺点,分析了AFM的测量原理和工作模式的特点,在此基础上提出了一种新的工作模式——补偿模式.在这种工作模式中,结合了扫描器和悬臂梁的位置信息而得到被测试样表面的形貌图像.与恒力接触模式相比,在补偿模式下,AFM能够在高速度下以更好的精确性和重复性进行成像和测量.仿真和实验结果证明了这种新工作模式的可行性和适用性.实验结果说明该工作模式可以提高扫描速度16倍或减小均方根误差到约1/5.