Нелинейность пьезокерамики сканеров-позиционеров сканирующих зондовых микроскопов и ее компенсация посредством обратной связи

Abstract

Атомно-силовой микроскоп (АСМ) – устройство способное воспроизводить топографию поверхности образца с очень большим разрешением, вплоть до атомного уровня. Ранние АСМ при сканировании поверхности работали в режиме без обратной связи. Это приводило к погрешностям восстановления изображения поверхности из-за присущих артефактов пьезостола (гистерезис, нелинейность, ползучесть, температурный дрейф). Сегодняшние АСМ используют обратную связь для минимизации эффектов гистерезиса, ползучести, температурного дрейфа. В данной работе приведены подходы к реализации коррекции нелинейности пьезостола при сканировании в направлениях XY, использующиеся в сканирующем зондовом микроскопе СЗМ-200. The Atomic Force Microscope (AFM) – is a device capable of reproducing the topography of sample surface with extremely high resolutions, up to the atomic level. Early AFMs were operated in open loop. As a result, they were susceptible to piezoelectric creep, thermal drift, nonlinearity, hysteresis. These effects tend to distort the generated image. Recently a new generation of AFMs are equipped with feedback close loops that work to minimize the adverse effects of hysteresis, piezoelectric creep and thermal drift. In this paper we illustrate approaches to the implementation of the correction of the piezoelectric nonlinearity when scanning in the XY directions that uses in scanning probe microscope SPM-200.