визначеними і відтворюваними. Точне положення вістря в трьох координатах стає відомим на підставі значень напруг, що забезпечують відповідний крок ПП. Різні конструкції ПП дозволяють переміщати вістрі зонда на відстані від часток ангстрема до декількох десятків мікрометрів.
Структурна схема СТМ представлена ??на рис. 2, де 1 - зразок; 2 - домішкові атоми; І - голка; ПП X, Y, Z - пьезопреобразователь; СОС - система зворотного зв'язку; ЦАП і АЦП - цифро-аналогові і аналого-цифрові перетворювачі; ВУ X, Y, Z - високовольтні підсилювачі.
Рисунок 2 - Структурна схема СТМ
Тунельний струм вимірюється і підтримується постійним за допомогою точного налаштування ПП по осі Z допомогою системи ООС. Рядкова розгортка здійснюється п'єзоприводи по осі Х, кадрова - по осі Y. Оскільки положення п'єзоприводи пропорційно пьезонапряженію, напруги трьох п'єзоелектричних двигунів визначають положення вістря на кожній осі. В цілому координати є декартовими з трьома ортогональними осями. Аналіз інформації здійснюється у вигляді аналізу тривимірного зображення поверхні зразка. [3]
СОС функціонує таким чином, щоб при постійному тунельному напрузі підтримувати дійсний (виміряний) тунельний струм рівним заданому. Дослідженнями встановлено, що при підтримуванні системою СОС заданого значення тунельного струму з точністю не гірше 2% величина тунельного зазору залишається також постійної з помилкою, що не перевищує 0,1?. Якщо виробляти сканування вістрям поверхні зразка, подаючи на п'єзоприводи X, Y розгортають напруги подібно телевізійної розгортці, то система СОС прагнутиме підтримувати заданих тунельний струм, а значить і постійний зазор голка-вістря, змінюючи напругу на Z-п'єзоприводи відповідно до рельєфом зразка.
Таким чином, напруга на Z-п'єзоприводи вістря буде лінійно відображати поточну висоту рельєфу поверхні зразка. Для управління процесом сканування, завдання необхідних тунельних струму і напруги, запам'ятовування і зберігання вимірювальної інформації, а також її перетворення, обробки і відображення в необхідному вигляді у складі СТМ необхідна ЕОМ з ЦАП, АЦП і пристроями відображення.
Первинне СТМ-зображення звичайно формується у вигляді карти розподілу вимірюваного параметра (висоти рельєфу, роботи виходу електрона і т.д.) по площині сканування. Строго кажучи, реєструється не рельєф, а електронний стан поверхні, але в більшості випадків на однорідних за складом зразках ці залежності подібні. Для коректного використання таких зображень потрібна ретельна калібрування п'єзоприводи на об'єктах з відомою топографією.
2. Метод статичних випробувань (Монте-Карло) для обчислення інтегралів
В СТМ реалізується непрямий метод вимірювань. В результаті непрямих вимірювань вимірюються значення фізичних величин, функціонально пов'язаних з іншими, які є кінцевою метою вимірювання. Для численних досліджень параметрів СТМ замість фізичних експериментальних даних можна скористатися експериментальними даними, отриманими в дослідах над моделлю об'єкта, тобто за допомогою обчислювального експерименту. [6]
Завдання, пов'язані з обчисленням багатократних інтегралів для дослідження параметрів СТМ, можуть бути ефективно вирішені методом статистичних випробувань, ...
