材料表面形貌测试

《材料表面形貌测试》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、材料表面形貌测试一.实验目的1.了解原子力显微镜的基本测量原理。2.学会正确使用AFM观测样品表面微观结构。3.学会应用AFM图像处理软件进行数据分析。二.实验内容1.用AFM观测样品的表面形貌。2.应用图像处理软件计算出样品的表面粗糙度，并进行尺寸分析等。三.实验仪器CSPM5500原子力显微镜1台，待测样品若干。四.实验步骤（一）接触模式1.将单晶硅片放到仪器上准备进行实验。2.针架放上去。3.打开软件，进行扫描器设置，设置为“接触模式”，选S2151o4.将激光器打开。5.调整反射光。6.调

2、激光光路。Af—»3C1亠1）将激光调节到针尖的背面。（将放大镜放在白纸上方，便于观察判断。）剪一小白纸放置在激光接收器的下方。调节水平方向旋钮（保持垂直方向旋钮不动），观察反射到白纸上的光斑，可判断激光落在悬臂的位置。2）若激光完全落在悬臂上，则此过程中可看出，出现了较圆的激光反射光斑。此时可将水平旋钮调节到C位置，逆时针旋转Y方向的螺杆，直到出现如F、G或H的衍射条纹，再顺时针微调Y方向的螺杆，使衍射条纹的“尾巴”刚好消失，此吋激光即落在悬臂边缘的针尖的背面。3）观察“激光光斑”窗口（如下图）

3、，调节光斑位置探测器的X,Y方向的螺杆,使光斑处于“十字架”中央的小圆圈中央。1.调探测器,Up-Down=0,Left-Right=OoZ电压读书为“+180v”。2.盖上保护盖，放下仪器。3.自动进针。4.分别调节“信号放大”和“曲面校正”。5.扫描完后，退针2次。6.单击“另存为”，将所选的图像使用用户指定的文件名，保存到指定的目录下。7.分析平均粗糙度。（二）轻敲模式1.将单晶硅片放到仪器上准备进行实验。2.针架放上去。3.打开软件，进行扫描器设置，设置为“轻敲模式”，选S1102o4.将

4、激光器打开。5.调整反射光。6.调激光光路。（具体步骤同接触模式）7.调探测器,Up・Down=0,Left-Right=0oZ电压读书为“+180v”。8.盖上保护盖，放下仪器。9.频率设置窗I丨，找共振频率，调信范围，频率小点，参考点共振振幅1.465*0.60二0.87。10.自动进针。11.分别调节“信号放大”和“曲面校正”。12.扫描完后，退针2次。13.单击“另存为”，将所选的图像使用用户指定的文件名，保存到指定的目录下。14.分析光栅高度和每条光栅（500nm左右）宽度。一.原始图像

5、、数据1.接触模式6000nm5000nm4000nm3000nm2000mnlOOOnm25.0000nm-20.0000nmIlS.OOOOnmlO.OOOOnmS.OOOOnmOnm...03.csmTitle形貌像素=(1024,1024)尺寸=(6200nm,6200nm)图一平面图图二三维图40CD»mCSPM粗糙度分析报告图像尺寸:6200.00nmX6200.00nmAmplitudeparameters:Sa(RoughnessAverage)!.34[nm]Sq(RootM

6、eanSquare)1.79[nm]Ssk(SurfaceSkewness)0.756Sku(SurfaceKurtosis)5.75Sy(Peak-Peak)17.5[nm]Sz(TenPointHeight)仃.1[nm]HybridParameters:Ssc(MeanSummitCurvature)-0.00606[1/nm]Sdq(RootMeanSquareSlope)0.0356[1/nm]Sdr(SurfaceAreaRatio)0.0634FunctionalParameters

7、:Sbi(SurfaceBearinglndex)0.228Sci(CoreFluidRetentionlndex)1.51Svi(ValleyFluidRetentionlndex)0.105Spk(ReducedSummitHeight)2.69[nm]Sk(CoreRoughnessDepth)3.97[nm]Svk(ReducedValleyDepth)1.67[nm]Sdc0-5(0-5%heightintervalsofBearingCurve)7.84[nm]Sdc5-10(5-10

8、%heightintervalsofBearingCurve)0.75[nm]Sdc10-50(10-50%heightintervalsofBearingCurve)2.13[nm]Sdc50-95(50-95%heightintervalsofBearingCurve)2.66[nmjSpatialParameters:Sds(DensityofSummits)472[1/um2]FractalDimension2.66图三面粗糙度分析2.轻敲模式8000nmOnm7000nm