раскраскі3D зображень є моделювання умов підсвічування поверхні точковим джерелом, розташованим в деякій точці простору над поверхнею (рис. 7 б). При цьому вдається підкреслити окремі малі особливості рельєфу.
а) б)
Рис. 7. Способи графічного представлення СЗМ - зображень:
а) - 2D, б) - 3D з бічним підсвічуванням
скануючий зондовий мікроскопія
СЗМ зображення, поряд з корисною інформацією, містять також багато побічної інформації, що спотворює дані про морфології та властивостях поверхні. На рис. 8 схематично представлені можливі спотворення в СЗМ зображеннях поверхні, обумовлені не ідеально апаратури і зовнішніми паразитними впливами.
Рис. 8. Можливі спотворення в СЗМ зображеннях
СЗМ зображення, як правило, містять постійну складову, яка не несе корисної інформації про рельєф поверхні, а відображає точність підведення зразка в середину динамічного діапазону переміщень сканера по осі Z.Постоянная складова видаляється з СЗМ кадру програмним способом.
Зображення поверхні, одержані за допомогою зондових мікроскопів, як правило, мають загальний нахил. Це може бути обумовлено декількома причинами. По-перше, нахил може з'являтися внаслідок неточної установки зразка щодо зонда або не плоскі паралельності зразка; по-друге, він може бути пов'язаний з температурним дрейфом, який призводить до зміщення зонда щодо зразка; по-третє, він може бути обумовлений нелінійністю переміщень пьезосканера. На відображення нахилу витрачається великий обсяг корисного простору в СЗМ кадрі, так що стають невидно дрібні деталі зображення. Для усунення даного недоліку виробляють операцію віднімання постійного нахилу (левелінга) (рис. 9).
Рис. 9. Усунення постійного нахилу з СЗМ - зображення
Чи не ідеальність властивостей пьезосканера призводить до того, що СЗМ зображення містить ряд специфічних викривлень. Зокрема, оскільки рух сканера в площині зразка впливає на положення зонда над поверхнею (по осі Z), СЗМ зображення являють собою суперпозицію реального рельєфу і деякій поверхні другого (а часто і більш високого) порядку. Для усунення спотворень такого роду методом найменших квадратів знаходиться апроксимуюча поверхню другого порядку, що має мінімальні відхилення від вихідної поверхні, і потім дана поверхня віднімається з вихідного СЗМ зображення.
Шуми апаратури, нестабільності контакту зонд-зразок при скануванні, зовнішні акустичні шуми і вібрації призводять до того, що СЗМ зображення, поряд з корисною інформацією, мають шумову складову. Частково шуми СЗМ зображень можуть бути видалені програмними засобами за допомогою застосування різних фільтрів.
. 2 Сканирующие тунельні мікроскопи
Основними методами СТМ є методи постійного струму і Постійної Висоти для отримання даних про рельєф, що доповнюються Методиками спектроскопічного вимірювань для отримання розподілів «роботи виходу» («висоти бар'єра») і «локальної густини станів» (ЛПС) , I (z) і I (V) криві відображають хімічні та електронні властивості поверхні.
СТМ - метод постійної струму (МПТ) припускає підтримку в процесі сканування постійної величини тунельного струму за допомогою системи зворотного зв'язку. При цьому вертикальне зміщення сканера (сигнал зворотного зв'язку) відображає рельєф поверхні. Швидкість сканування в МПТ обмежується використанням системи зворотного зв'язку. Великі швидкості сканування можуть бути досягнуті при використанні Методу Постійної Висоти (МПВ), проте МПТ дозволяє досліджувати зразки з розвиненим рельєфом. 4
Рис.10. Узагальнена схема методу постійного струму
При використанні СТМ - методу постійної висоти (МПВ) сканер СТМ переміщує зонд тільки в площині, так що зміни струму між вістрям зонда і поверхнею зразка відображають рельєф поверхні. Оскільки за цим методом немає необхідності відслідковувати зондом відстань до поверхні зразка, швидкості сканування можуть бути вищими. МПВ може бути застосований, таким чином, до зразків з дуже рівною поверхнею, оскільки неоднорідності поверхні вище 5-10 А будуть призводити до руйнування кінчика зонда.
Рис.11. Узагальнена схема методу постійної висоти
СТМ - відображення роботи виходу - виходить шляхом поточечного вимірювання логарифмічних змін тунельного струму при зміні відстані зонд-зразок, тобто нахилу кривої залежності log I від z. При проведенні вимірювань ЛВБ відстань зонд-зразок варіюється синусоидально, наприклад, шляхом додатки додаткового змінної напруги до сигналу зворотного зв'язку, подаваемому на z-секцію пьезосканера. Частота модуляції вибираєт...
