Los siguientes son los puntos centrales y pasos clave del montaje del microscopio de sonda de nanoescaneo:
Construcción del marco básico
1. instalación del sistema de aislamiento de vibraciones: seleccione la Mesa de aislamiento de vibraciones de resorte de aire o la almohadilla de amortiguación de Goma esponja como base, calibrar con un medidor de nivel para hacer que el error sea ≤ 0,1 °, y asegurarse de que el ruido de vibración ambiental sea inferior al nivel de 1 micra; Si está equipado con un sistema de aislamiento activo de vibraciones, conecte la línea de presión de aire / hidráulica de acuerdo con las instrucciones.
2. instalación de la cubierta de blindaje: instalar una cubierta de blindaje metálico en la Plataforma de aislamiento de vibraciones, el cuerpo de la cubierta está aislado de la base y reservar la salida de aire para evitar la deriva de la temperatura; Algunos modelos necesitan instalar componentes de aislamiento de vibración activa simultáneamente.
Mesa de muestras y sistema de posicionamiento
1. instalación mecánica: la mayoría de las mesas de muestra utilizan mesas de posicionamiento nanométrico tridimensionales, y al instalarlas, es necesario garantizar que el eje de movimiento y la dirección de escaneo de la sonda sean estrictamente ortonormales; Compruebe la planitud de la Mesa de escaneo con un interferómetro láser o un microscopio óptico, y el ángulo de inclinación debe ser inferior a 0,05 °.
2. fijación de la muestra: fijar la muestra a través de pegamento de doble cara, adsorción al vacío o base magnética para garantizar que la superficie sea paralela a la Mesa de escaneo; Las muestras conductoras necesitan establecer contacto eléctrico con láminas de cobre o pegamento de plata para evitar la acumulación de carga eléctrica.
Sonda y sistema de voladizo
1. montaje del soporte de la sonda: combinar la base del ángulo de inclinación ajustable del soporte de la sonda con la ranura de la tarjeta del voladizo y utilizar la absorción al vacío o la fijación estática de la sonda para evitar la deformación mecánica; Ajustar el eje largo del voladizo en paralelo con el eje X de la Mesa de muestra, y la desviación se controla dentro de ± 0,5 °.
2. configuración de la distancia: primero, utilice un microscopio óptico para ajustar inicialmente la brecha entre el brazo en voladizo y la muestra a 10 - 50 micras, luego cambie al modo interferómetro, utilice una señal de reflexión láser para monitorear la deflexión del brazo en voladizo y reduzca gradualmente la brecha a nivel subnanométrico.
Puesta en marcha del sistema de detección óptica
1. alineación láser: el láser Semiconductor se acopla a la parte posterior del voladizo verticalmente después del espejo espectrómetro a través de la fibra óptica, con un diámetro de punto de aproximadamente 50 micras; Los fotodetectores de cuatro cuadrantes deben ser coastalados con la luz reflejada en el voladizo, ajustando la distancia focal de la lente para que el punto de luz se centre en el centro del detector.
2. optimización de sensibilidad: ajuste el recubrimiento dorado de la zona de reflexión del voladizo para mejorar la reflectividad (> 70%), ajuste la ganancia del detector para garantizar que el pequeño desplazamiento del voladizo ( < 1 nm) produzca señales de voltaje distinguibles.
Sistema de control electrónico
1. conexión de señal: la señal de salida qpd se conecta al amplificador de corriente de bajo ruido (ganancia de 10 - 10 V / a), y la frecuencia de corte del filtro se establece en 10 kHz para inhibir el ruido de alta frecuencia; La señal de accionamiento de cerámica piezoeléctrica del eje Z es generada por el controlador pi, y el ancho de banda de retroalimentación debe ajustarse de acuerdo con la frecuencia de resonancia del voladizo (10 - 500 khz).
2. adquisición de datos: la tarjeta de adquisición de datos (≥ resolución de 16 bits) debe sincronizarse con la señal de activación de escaneo, con una tasa de muestreo de al menos 5 veces la frecuencia de resonancia; El lado del software calibra la deriva cero, establece el área de escaneo (por ejemplo, 50 × 50 micras m2) y el tiempo de residencia de píxeles (1 - 100 ms / pixel).
Verificación de calibración
Después de completar el montaje, es necesario realizar pruebas de ruido, verificación del modo de imagen (modo de contacto / golpeteo) y corrección no lineal (como la muestra estándar de grafeno) para garantizar que el rendimiento del instrumento cumpla con los estándares.
En resumen, el montaje del microscopio de sonda de nanoescaneo requiere una combinación de ajustes mecánicos de precisión, alineación óptica, control electrónico y protección ambiental, y cada paso debe seguir estrictamente las especificaciones para garantizar el rendimiento de alta resolución del instrumento.