процес роботи ТПАК, при якому тунельні струми розраховуються з урахуванням геометрії цих поверхні, а також з використанням узагальненої формули Сіммонса для потенційного бар'єру довільної форми і методу статистичних випробувань.
Алгоритм формування СТМ-зображення з урахуванням отриманих виразів для тунельного струму представлений на рис.5. Перед початком сканування встановлюються необхідні параметри: величина роботи виходу електронів матеріалів голки і зразка, тунельний зазор Z 0, кут конуса?. Потім обчислюється еталонний тунельний струм I Тет, який віртуальна СОС ТПАК підтримує постійним .. Обчислення I Тет проводиться для заданого тунельного зазору Z 0 і плоскій поверхні. Комп'ютерне сканування починається з установки ЗО в початкову точку (x 0, y 0) растра вихідної поверхні, СТМ-зображення якої необхідно отримати. Далі знаходиться щільність струму в кожній точці растру (xi, yi), визначається «видимість» ЗО в даній точці і обчислюється тунельний струм
I Т (xi, yi)=J Т (xi, yi) · S (xi, yi) · sin? ,
якщо точка «видима»
де S (xi, yi)=(x i +1 - xi - 1) (y i +1 - yi - 1) / 4 - площа поверхні в околицях даної точки (xi, yi) ;
?- Кут між нормаллю в точці (xi, yi) і відрізком прямої, що є мінімальним відстанню між точкою (xi, yi) і ЗО).
Потім обчислюється сумарний струм зі сканируемой поверхні на ЗО шляхом підсумовування всіх знайдених IT (xi, yi) і порівнюється з еталонним струмом I Тет. Якщо струми IT (xi, yi) і I Тет не рівні, то виконується корекція тунельного зазору таким чином. Якщо I T (xi, y i)> I Тет, то тунельний зазор Z 0 збільшується (при IT (xi, yi)
Уточнення виконується доти, поки IT (xi, yi) не стане дорівнює I Тет із заданою похибкою? T. Після цього у формований масив висот СТМ-зображення заноситься сума поточної висоти вихідної поверхні і поточного значення тунельного зазору Z 0. Потім центр ЗО переміщається в наступну точку сканування (поки не буде відсканована вся поверхня) і процедура «віртуальної» стабілізації тунельного струму повторюється.
Таким чином, в результаті комп'ютерного сканування вихідної поверхні формується новий масив висот досліджуваної поверхні.
Голку потрібно підтримувати на такій висоті, щоб тунельний струм залишався постійним. Для цього потрібно знаходити таку нову висоту, щоб виконувалася рівність:
Малюнок 5 - Алгоритм комп'ютерного сканування поверхні з обчисленням тунельного струму
(6.1)
Це рівняння найпростіше вирішити методом січних або модифікованим методом Ньютона послідовними итерациями за формулою:
(6.2)
Як видно, що перед тим, як приступити до послідовним итерациям, нам потрібно знати два попередні наближення рішення рівняння. Нехай, і - перше і друге наближення відповідно. Зважаючи итерационную формулу методу січних можна записати:
(6.3)
де i=2,3,4, ....
Вище було сказано, що для методу січних потрібно знати два наближення z1 і z2. При цьому дуже важливо, щоб ці числа були близько розташовані до рішен...
