أحدثت تقنية المجهر الماسح للمسبار (SPM) ثورة في قدرتنا على تصوير ومعالجة المادة على المستويين الذري والجزيئي.
ومع ذلك، فإن البيانات التي ينتجها لا تتجاوز موثوقية نظام إدارة الأداء (SPM) موثوقية النظام نفسه. المعايرة. المعايرة الدقيقة هي الجسر الذي يربط بين صورة طبوغرافية جميلة وعلم القياس الدقيق علميًا.
بدون معايرة دقيقة، فإن قياسات الارتفاع والإزاحة الجانبية والقوة عرضة لأخطاء كبيرة بسبب الزحف الكهروإجهادي والتخلف المغناطيسي وتفاعلات الطرف مع العينة.
تتضمن المعايرة الدقيقة للمجهر الماسح الضوئي توحيدًا منهجيًا للماسحات الضوئية وأجهزة الاستشعار الخاصة بالمجهر باستخدام مواد مرجعية معتمدة.
الهدف هو التأكد من أن الجهد المطبق يؤدي ذلك إلى الماسحات الضوئية الكهروإجهادية إلى إزاحة فيزيائية دقيقة في المحاور X و Y و Z.
في الصناعات ذات المخاطر العالية مثل تصنيع أشباه الموصلاتفي علوم المواد والتكنولوجيا الحيوية، يمكن أن يؤدي انحراف ولو بضعة بيكومترات إلى فشل التجارب أو وجود مكونات معيبة.
ولتحقيق الدقة، يتبع الباحثون عادةً سير عمل موحد.
تُصنع المعايير عالية الجودة عادةً من السيليكون أو الكوارتز. وتشمل المعايير الشائعة ما يلي:
المواد الكهروضغطية غير خطية بطبيعتها.
تتيح عملية المعايرة للبرنامج تطبيق جداول البحث أو تصحيحات متعددة الحدود لمواجهة التخلف (تأثير التأخر أثناء تغييرات اتجاه المسح) والزحف (الحركة المستمرة للبيزو بعد تغيير الجهد).
يؤثر شكل طرف المسبار بشكل كبير على الصورة (الالتفاف).
غالباً ما تتضمن معايرة الدقة مسح معيار إعادة بناء أعمى لرسم هندسة الطرف، مما يسمح بإزالة تشويش أكثر دقة للصورة النهائية.
لتحقيق دقة دون النانومتر، معايير محددة يجب استخدامها لسلوكيات ميكانيكية مختلفة لماسح SPM. يوضح الجدول أدناه المعايير الأساسية التي تتم مراقبتها أثناء عملية معايرة دقيقة.
| معلمة المعايرة | مستعمل قياسي | الغرض والأهمية |
|---|---|---|
| المحورين السيني والصادي (الجانبي) | شبكات السيليكون ثنائية الأبعاد | يقوم بمعايرة الدقة الخطية للماسح الضوئي ويضمن محاذاة الزاوية الصحيحة 90 درجة بين الاتجاهين X و Y. |
| المحور Z (الرأسي) | معايير ارتفاع الدرج | يقيس بدقة ارتفاع وسمك الطبقات الذرية والأغشية الرقيقة. |
| التخلف المغناطيسي للماسح الضوئي | أنماط الشبكة الدورية | يُصحح تأثير التأخير الناتج عن استجابة الماسح الضوئي الكهروإجهادي. |
| توصيف الطرف | مسامير سيليكون حادة | يحدد شكل المجس لتجنب تشويه الصورة والخصائص الخاطئة. |
| ثابت الربيع | طريقة الضبط الحراري | يقوم بمعايرة حساسية القوة لذراع جهاز المجهر الذري (AFM) لإجراء قياسات دقيقة للقوة. |
في مجال تكنولوجيا النانو، لا تعد المعايرة الدقيقة مجرد مهمة صيانة، بل هي مطلب أساسي لسلامة البيانات.
من خلال استخدام المعايير المعتمدة ومعالجة اللاخطية الكهروإجهادية، يمكن للباحثين تحويل عمليات المسح النوعية إلى بيانات قياس كمية.
تضمن المعايرة المتسقة أن تكون نتائج SPM الخاصة بك قابلة للتكرار، وقابلة للتتبع دوليًا، وخالية من التشوهات الآلية.
يُعد الاستثمار في مجموعات المعايرة عالية الجودة الطريقة الأكثر فعالية لضمان دقة وموثوقية أبحاثك النانوية على المدى الطويل.
في حين أن معايرة النظام الكاملة تتم عادة شهريًا أو بعد تغيير الماسح الضوئي، فإن أفضل الممارسات هي إجراء فحص التحقق على معيار معروف يوميًا لمراعاة الانحراف الحراري وتقادم البيزو.
يضمن المعايرة الجانبية (XY) دقة المسافات الأفقية وتعامد الماسح الضوئي، بينما تركز المعايرة الرأسية (Z) على قياس ارتفاعات الخطوات الدقيقة وتضاريس السطح.
توفر المعايير القابلة للتتبع وفقًا لمعايير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) رابطًا معتمدًا لوحدات القياس الدولية، مما يضمن أن بيانات SPM الخاصة بك معترف بها عالميًا، ومتوافقة مع عمليات التدقيق، ومتسقة عبر مختلف المختبرات والأجهزة.
منذ 1992، Applied Physics تُعدّ شركتنا من الشركات الرائدة عالميًا في مجال توفير معايير دقيقة للتحكم في التلوث وعلم القياس. نتخصص في تصوير تدفق الهواء، ومعايير حجم الجسيمات، وحلول تطهير غرف الأبحاث في البيئات الحساسة.
