人類僅僅用眼睛和雙手認識和改造世界是有限的,例如:人眼能夠直接分辨的間隔大約為0.07mm;人的雙手雖然靈巧,但不能對微小物體進行精確的控制和操縱。但是人類的思想及其創造性是無限的。當歷史發展到二十世紀八十年代,一種以物理學為基礎、集多種現代技術為一體的新型表面分析儀器——
掃描式電子顯微鏡誕生了。
納米科學和技術是在納米尺度上(0.1nm~1OOnm之間)研究物質(包括原子、分子)的特性和相互作用,并且利用這些特性的多學科的高科技。其目的是直接以物質在納米尺度上表現出來的特性,制造具有特定功能的產品,實現生產方式的飛躍。納米科學大體包括納米電子學、納米機械學、納米材料學、納米生物學、納米光學、納米化學等領域。
掃描式電子顯微鏡的三種控制技術有何不同呢?下面咱們來一起看看:
1、MIMO控制:控制器需要同時控制水平掃描和垂直定位。水平平面x軸的高速運動會引起軸向振動,水平高速掃描也會引起探頭與樣品之間的垂直振動。耦合引起的定位誤差嚴重影響SPM的成像質量,甚至損壞探針和掃描樣品。
2、水平方向控制:水平方向控制使得探頭能夠通過控制壓電致動器在樣品表面上完成重復的光柵掃描,即,在X軸上重復地和快速地跟蹤三角波軌跡,并且在Y軸上相對緩慢地跟蹤斜率軌跡。水平方向控制使SPM探頭能夠在樣品表面快速準確地跟蹤掃描軌跡,從而實現SPM的高速掃描精度和掃描速度。
3、豎直方向控制:垂直方向由壓電致動器控制,以控制探針和樣品表面之間的距離,使得探針和樣品表面之間的物理相互作用是穩定的(或者探針和樣品表面之間的距離以固定值穩定)。垂直定向精度直接影響SPM和納米操作的成像精度,定位速度影響SPM的成像速度。