三種不同的掃描探針顯微鏡控制技術(shù)

　　1、豎直方向控制：掃描探針顯微鏡豎直方向控制通過壓電驅(qū)動(dòng)器，控制探針與樣品表面之間距離以使探針與樣品表面相互作用的物理Z保持穩(wěn)定(或者將探針與樣品表面之間距離穩(wěn)定在某一固定值)。豎直辦向定位精確度直接影響到掃描探針顯微鏡成像和納米操作的精度，定位速度影響到掃描探針顯微鏡的成像速度。

　　樣品表面輪廓是未知的、探針與樣品間距對(duì)其相互作用非常敏感和相互作用非常復(fù)雜等問題使在豎直方向上實(shí)現(xiàn)快速精確定位十分困難。掃描探針顯微鏡豎直方向控制的作用是在克服上述問題的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)探針在豎直方向的精確快速定位。

　　2、水平方向控制：水平方向控制通過控制壓電驅(qū)動(dòng)器使探針在樣品表面完成重復(fù)光柵式掃描，即x軸上重復(fù)快速地跟蹤三角波軌跡，y軸上則相對(duì)緩慢地跟蹤斜坡軌跡。水平方向控制使掃描探針顯微鏡探針在樣品表面能夠高速精確地跟蹤掃描軌跡，從而實(shí)現(xiàn)掃描探針顯微鏡的高速掃描精度和掃描速度。

　　3、MIMO控制：掃描探針顯微鏡控制器需要同時(shí)控制水平方向的掃描以及垂直方向的定位，水平平面x軸的高速移動(dòng)會(huì)引起可軸方向的振動(dòng)，水平方向高速掃描也會(huì)引起探針與樣品之間豎直方向上的振動(dòng)；這樣的水平方向和豎直方向的耦合問題在高速掃描時(shí)特別明碌。耦合所引起的定位誤差嚴(yán)重地影響掃描探針顯微鏡的成像質(zhì)量，甚至?xí)p壞探針和掃描樣品。