JP2013512456A5 - 走査型プローブ顕微鏡を動作させる方法 - Google Patents
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Claims (21)
- 走査型プローブ顕微鏡を動作させる動作方法であって、前記動作方法は、
プローブと試料との間に周期的相対運動を生成する生成段階と;
前記プローブの運動を検出して検出プローブ運動を得る検出段階と;
前記検出プローブ運動から前記プローブと前記試料との間の瞬間力を回収する回収段階と;
前記瞬間力を回収することに応じて、フィードバック設定値を維持すべく前記生成段階を自動的に制御する自動制御段階と
を含み、
前記自動制御段階は、対応フィードバックループにおけるゲインを自動的に制御することを含む、動作方法。 - 前記動作方法はさらに、Zリミットを自動的に制御することを含む、
請求項1記載の動作方法。 - 前記動作方法はさらに、前記プローブと前記試料との間に相対走査運動を提供する提供段階と;
前記提供段階に関連する走査速度を自動的に制御することと
を含む、
請求項1記載の動作方法。 - 前記フィードバック設定値は、既定瞬間力であり、
前記動作方法はさらに、前記既定瞬間力を自動的に最適化することを含む、
請求項1記載の動作方法。 - 前記生成段階は、前記プローブと前記試料との間に相対振動運動を提供することを含み、
前記瞬間力は、前記相対振動運動の1周期の終了前に同定される、
請求項1記載の動作方法。 - 前記瞬間力は、反発力である、
請求項1記載の動作方法。 - 前記瞬間力に対応する最小制御可能力は、1nN未満である、
請求項1記載の動作方法。 - 前記最小制御可能力は、10pN未満である、
請求項7記載の動作方法。 - 前記検出プローブ運動は、前記最小制御可能力を減らすべく同期的に平均される、
請求項7記載の動作方法。 - 原子間力顕微鏡を動作させる動作方法であって、前記動作方法は、
プローブと試料の断続的接触を誘発する誘発段階と;
前記プローブの振動の各々の変調期において前記プローブと前記試料との間で同じピーク相互作用力を維持する維持段階と
を含む、動作方法。 - 前記維持段階は、前記誘発段階の周期の開始に対して固定同期距離での相互作用力を検出することを含む、
請求項10記載の動作方法。 - 前記動作方法はさらに、同期検出された前記相互作用力を用いることで、前記誘発段階を制御すべく、フィードバック制御回路を用いることを含む、
請求項11記載の動作方法。 - 同期検出された前記相互作用力は、5pN〜1mNの範囲に及ぶ、
請求項12記載の動作方法。 - 前記プローブと前記試料との間の制御距離は、100nmよりも大きい、
請求項10記載の動作方法。 - 原子間力顕微鏡を動作させる動作方法であって、前記動作方法は、
プローブと試料の相互作用を断続的に誘発する誘発段階と;
前記プローブと前記試料との間に走査運動を提供する提供段階と;
前記提供段階中に前記プローブと前記試料との間の設定値の力を維持すべくフィードバックを用いることと;
ノイズ背景信号に基づき前記設定値を自動的に決定することと
を含む、動作方法。 - 前記動作方法はさらに、不安定性の発現に関連する振動の大きさに基づき、フィードバックのゲインを自動的に決定することを含む、
請求項15記載の動作方法。 - 前記動作方法はさらに、前記誘発段階の周期の始まりに対して、固定同期距離での相互作用力を検出するために前記プローブの運動を検出することを含む、
請求項15記載の動作方法。 - 前記動作方法はさらに、同期検出された前記相互作用力を用いる前記プローブと前記試料との間の距離間隔を、フィードバックを用いることで制御することを含む、
請求項17記載の動作方法。 - 走査型プローブ顕微鏡を動作させる動作方法であって、前記動作方法は、
プローブと試料との間に周期的相対運動を生成する生成段階と;
前記プローブと前記試料を相互作用させる相互作用段階と;
前記相互作用段階に基づくプローブ運動を検出して検出プローブ運動を得る検出段階と;
前記プローブと前記試料との間の瞬間力を前記検出プローブ運動から回収する回収段階と;
フィードバックループを用いることで、前記瞬間力を回収することに応じて前記プローブと前記試料との間で既定瞬間力を維持すべく前記プローブと前記試料との間の平均位置を制御する制御段階と;
前記走査型プローブ顕微鏡のフィードバックのゲイン、設定値、および走査速度のうちの少なくとも1つを自動的に最適化する最適化段階と
を含む、動作方法。 - 前記回収段階は、寄生プローブ撓みとは無関係のプローブ−試料相互作用を回収することを含む、
請求項19記載の動作方法。 - 前記寄生プローブ撓みは、前記走査型プローブ顕微鏡の動作に関連する流体力学的背景に起因する、
請求項20記載の動作方法。
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