AFM悬臂定位系统中光干涉误差及减小方法研究(英文)

光杠杆法是原子力显微镜(AFM)悬臂定位的主要方法。由于悬臂自身的尺寸和材料特性、检测光路系统等因素制约,悬臂弯曲测量时存在光泄露。被试样表面反射的部分泄露光与悬臂反射光产生干涉,在探针—试样接近曲线中产生光干涉误差。基于轻触模式AFM,分析了光干涉误差的产生原因,并对其引起的AFM测量误差进行了数学分析和仿真、提出了减小光干涉误差的方法。实验结果和理论分析表明,为了进一步提高AFM的测量精度,有必要克服定位系统中的光干涉误差。

亚纳米精度长度溯源计量型动态模式原子力显微镜

通过与长度溯源三轴激光干涉仪测量系统结合,设计开发计量型动态模式原子力显微镜(AFM)。此AFM系统中,三轴激光干涉仪系统用于实时测量AFM测头与试样的相对位移。激光干涉仪系统的x,y,z测量轴正交于AFM探针顶端附近的一点,基本可以避免系统的阿贝误差,使AFM具有极高的测量精度。除此之外,扫描过程中三轴激光干涉仪系统还用于工作台x,y方向位移的反馈控制,完全克服AFM中压电器件的缺陷对水平尺寸测量的影响。分析表明.在对纳米标准栅的平均栅距测量中,AFM系统达到亚纳米的测量精度。