纳米技术与系统5-2纳米计量技术.ppt

各种形式的DTU－STM系统 L STM image of reference Sample (periodic features) STM image of test sample reference unit test unit XY scanner test sample reference sample Dual imaging unit STM－AFM A DTU-STM is only capable of measuring electrically conductive samples. Before surface measurements of non-conductor samples, a thin film of conductive material should be deposited onto the sample surface. This process is troublesome and undoubtedly changes the original structure of sample surface. For direct measurement of non-conductor samples, we have further developed a dual imaging unit STM-AFM for length measurement based on standard reference scales. 9.4 双元STM—AFM AFM STM 双元STM—AFM原理示意图 参考标样 被测样品 (a) (b) Dual imaging unit AFM The system incorporates two AFM units and one single XY scanner. The reference unit and the test unit are horizontally set in parallel with each other. Their probes with Z piezos and tips are installed at the same height. Such a setup can significantly reduce Abbe’s errors, i.e., errors due to geometric asymmetry, even if the scanner is slightly twisting. Samples with periodic features such as an alumina film and a grating are used as reference scales, respectively, for nanometer and micron order measurement. 40/80 9.5 双元AFM * 浙江大学研究生课程—纳米技术与系统 第九章 基于STM/AFM的纳米计量技术 浙江大学 2017-03-27 章海军 9.1 计量的定义 9.2 纳米计量的任务和标准 9.3 双元扫描隧道显微镜DTU-STM 9.4 双元STM-AFM 9.5 双元AFM 9.6 干涉计量型AFM 第九章 基于STM/AFM的纳米计量技术 计量，是实现单位统一和量值准确可靠的测量。它属于测量，源于测量，而又严 于一般测量，是测量的一种特定形式。 什么是计量? 9.1 计量的定义 计 量 Detection 测 量 Measurement 测 试 Metrology 检 测 Test 计 测 Metrology Measurement 相关术语 什么是标准1米? ? 1872年，巴黎，标准米尺（参照地球 椭球子午线弧长）? ? 1960年，1米是氪-86原子的2P10 和5d5 能级之间跃迁辐射在真空中的波长的 1650763.73倍（参照光波长） ? 1983年，第17届国际计量会议，1米是 光在真空中 299792458分之一秒时间内 所传播的距离。 什么是一秒？ 为什么要纳米计量? ? 隧道电流或原子力的原理性误差 ? 压电陶瓷扫描器的迟滞与非线性 ? 不同STM或不同AFM仪器的不一致性 ? 不同控制系统造成的误差 ? 人为因素的影响 ? 环境因素的影响等 硅 原 子 的 S T M 图 像 哪一幅更真实? 压电陶瓷的非线性——AFM图像扭曲 压电陶瓷的非线性——AFM图像畸变 ？