扫描探针显微的控制和技术

具有接触、轻敲、相移成像、抬升等多种模式的扫描探针显微镜是一种综合的原子力显微镜.摩擦显微镜.扫描隧道显微镜.磁力显微镜和静电镜组成的设备，能被测得的样品的表面特征，例如形态.粘弹.摩擦，吸附力，磁性/电场等。

利用扫描探针显微镜可以实时获取样品表面实空间的三维图像。它不仅能适应周期结构的表面探测，而且能适应真空、大气、常温、常压等条件，还能用于非周期性表面结构的探测。样品甚至可以浸入液体，无需特殊的样品制备技术，此外，其理论横向分辨率可以达到0.1nm，而纵向分辨率则可以达到0.01nm，这种方法可以得到物质表面的原子晶格图象，这是除场离子显微镜和高分辨率透射电子显微镜之外，第三种可以在原子尺度上观察物质结构的显微镜。

简介扫描探针显微控制技术：

1.MIMO控制：显微镜控制器要求对水平扫描和垂直定位进行控制。横向平面x轴的高速运动引起轴向振动，而横向快速扫描将导致试样与试样产生垂直振动。耦合性造成的定位误差严重影响SPM的成像质量，甚至破坏探头和扫描样品。

2.水平方向控制：水平方向控制使探头能够通过控制压电驱动器对样品表面进行重复光栅扫描，也就是说，在X轴上反复快速地跟踪三角波轨迹，并在Y轴上对斜率轨迹进行相对缓慢的跟踪。通过横向控制，SPM探头可以快速、准确地跟踪样品表面的扫描轨迹，从而达到SPM的高速扫描精度和扫描速度。

3.垂直方向控制：显微镜的垂直方向由压电驱动器控制，以控制探头与样品表面的距离，从而使探头与样品表面之间的物理相互作用稳定(或者，探针与试样表面的距离保持稳定)。垂向精度直接影响SPM和纳米加工的成像精度，定位速度影响SPM成像速度。