用连字符连接技术,提供全面的信息在各方面如成分、结构、官能团,形态,科学研究中发挥着重要的作用。如今,在微尺度耦合特性相同的地位是非常需要在纳米材料领域的研究和探索。在本文中,一种新的用连字符连接技术开发促进耦合特性的原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM),设计一个通用的定位系统。试样架的系统是由坐标网格和软件将同一点的坐标值转换为适合SEM,标本夹,AFM系统。在工作条件、标记点的坐标和目标位置是首先从扫描电镜中提取操作软件,然后转换成数值适应试样架本身,最后转化成坐标匹配AFM系统。实验结果表明,96%的检索率达到了一个球形目标的直径1
用连字符连接技术已经广泛应用于领域的活性成分分析和化学反应机理的启示。拥有气相色谱-光谱的耦合特性的好处(gc - ms)、液相色谱-光谱(质),液体chromatography-Fourier变换红外光谱学(LC-FTIR),等等,研究人员可以获得大量的有用的信息组成,结构,和/或官能团的样品来加速他们的研究工作
在过去的十年中,用连字符连接技术领域的微量分析成为一个新的研究热点。视觉表征结果和定量耦合微——或者submicroscale提供关键信息发现和了解微观世界中的操作规程(
虽然广泛用于纳米表征,AFM在应用程序中遇到障碍(
SEM是另一种必需的微量分析。微形貌以及表面元素的分布和晶粒取向,可以通过扫描电镜配备能量色散谱(EDS)探测器和散射电子衍射(EBSD)检测器(无花果。
结合的优势AFM、SEM、各种耦合AFM、SEM表征技术近年来已经发展(
然而,原位技术的缺点也突出。首先,AFM操作真空本很不方便;第二,决议削减是不可避免的由于过大的工作距离SEM结果从AFM探针的存在;最后,真空室的复杂电磁环境可能影响AFM的测试结果。设置的高成本也阻碍了这一技术的应用。
另一类是测试样品的同一位置在AFM和SEM分别。卢瓦等。
因此,迫在眉睫的是建立一个兼容的,经济上可行的,和高效的系统来促进SEM-AFM耦合特性的效用。在本文中,一种新的用连字符连接技术的耦合特征SEM-AFM发达。定位算法应用于技术以标本夹上的点或向量作为参考标记目标的位置。所以,优秀的兼容性的新用连字符连接技术可以实现大部分的商业sem和afm。目标的坐标位置在新系统中可以直接通过自制程序计算软件(或Microsoft Excel),这使得目标检索过程有效和准确的。
抛光硅片、解理云母和铜网都是合适的材料样品持有人可印有坐标网格通过光刻技术(
为了检索目标点,我们需要定义一系列标本夹上的标记点。标记点应该noncollinear和著名的扫描电镜和光学显微镜(AFM)附属视觉领域。标记点和目标点之间的相关性有助于目标点位置。
具体来说,抛光和掺杂多晶硅晶片用自行研制的模式组成的网格采用钼作为标本夹。硅晶片的规格和参数表中列出
硅片被切成方块
(a)模式的示意图说明标本夹,方形的边长是10毫米,和硅片的厚度是2毫米。(b)、(c)和(d)的放大图像框红色,黄色,绿色,分别。注意到,只有蓝线和符号(a)印在标本夹。所有的红色标签(罪犯)(例如,A, B, C和D的十字路口
由于系统中采用的标本持有人是平坦和清洁,向量加法的计算基于原则的适用在一个二维平面上(
说明试样架的坐标系统和AFM。红点标记点的位置;
系数
当转移到AFM系统,标本夹上的标记点的坐标应转化为AFM系统适应的值。
的最后坐标标记点坐标的总和值从AFM阶段中提取导航系统(
坐标系统的起源在AFM的定义是
的坐标
本目标的坐标值,AFM系统。
整个流程图是列在图
重新定位过程的流程图(蓝色框中的步骤应该手动完成;红框中的步骤可以完成定位系统的自制程序软件开发)。
更有效地获得目标坐标,我们探讨了软件计算结果数据按照上述程序的框架下使用C语言Visual Studio 2013。一组给定的标记点和目标点的坐标中列出的SEM和AFM系统自制程序软件界面(见图。
整个生产进度标本持有者被分配到广州新愿景的公司。光刻机(SSA600/20、上海微电子装备有限公司)与100纳米的分辨率。
聚苯乙烯(PS)领域(产品号6-6-1000)用于重新定位是购自天津基线ChromTech研究中心。SiC nanobelt样品制备过程说明了楚后et al。
蔡司梅林SEM配备一个牛津X-MaxN20能量色散x射线能谱(EDX)探测器和重新定位的力量图标采用AFM测试和碳化硅nanobelt和Bi的耦合特性9O7.5年代6nanoflake。Bi的表面电位测量9O7.5年代6nanoflake应对照明,KPFM(开尔文探针力显微镜、振幅调制探头模型:SCM-PIT,力量)模式选择在AFM操作软件,和汞灯(模型:G30T8、制药电机、日本)采用波长为254 nm紫外线资源。
在定位过程中,SEM系统中的坐标值的数量是用千分尺的单位来表示。单位在标本夹和AFM坐标系都保持一致。标记点的数值试样架坐标系统可以计算出的值从SEM系统只要起源点的方向
为了测试系统的定位精度,定位的聚苯乙烯(PS)领域的公称直径1
首先,相关的坐标对应标记点,提到的图
(一)低放大率SEM图像的标本夹的一部分。(b) SEM图像目标PS的球体,从红色正方形区域中选择(a)。(c)的光学图像的一部分标本夹光学显微镜获得的隶属于AFM,对应黄色正方形区域(a)。(d)的AFM图像相同的目标领域,(b)所示。(e)误差分布
第二,我们持票人转移到AFM检索目标PS球体根据上述过程。图
在第一次在AFM扫描目标位置,抵消函数执行评估目标点之间的距离和扫描区域的中心。在文章中,偏移值
为了估计目标时重新定位精度远离标记点,我们执行重新定位过程的PS球体网格中的10倍
目前,我们的重新定位系统很难实现纳米的准确性。类似最近发布的一份报告(
用连字符连接技术已经应用于许多实验。两个典型的结果了。
以理性的SiC纳米结构的合成为原型,楚et al。
这里,我们的系统已经完美地解决这个问题。SEM图像目标与不同的网格的低的放大显示在无花果。
(一)SEM和(b)的AFM图像SiC nanobelt在同一位置。(c)示意图说明nanobelt的生长机制。
近年来,Bi-containing化合物引起了巨大的关注,由于其独特的性质在光催化
综合nanoflake图所示的信息
SEM和AFM描述相同的Bi9O7.5年代6nanoflake:(一)nanoflake的扫描电镜图像。(b) EDS光谱和元素组成nanoflake相同。(汉英)EDS映射:空间分布的Bi, O,和S元素。(f) AFM图像高度相同的区域,白色曲线显示区域的高度明显的白线。(g h) KPFM测试相同的nanoflake:显示表面的潜在应对照明254 nm紫外线(g)和(h),白色的曲线显示了该地区的潜力的白线。
在这项工作中,环球定位系统,促进了用连字符连接技术的耦合特性,给出了AFM、SEM。尽管简单的定位算法,一个球体的检索率为96% 1
没有数据被用来支持本研究。
作者宣称他们没有已知的财务利益冲突或人际关系可能出现影响工作报告。
作者要感谢来自中国自然科学基金会的资金支持(51672143和51672143),中央大学的基础研究基金会(2017 ms097),和广东省青年创新人才项目(2020 kqncx002)。刘J.C.谢谢朱教授Yanhui来自华南理工大学提供了SiC nanobelt样本和贡献有用的讨论和张女士清从聚合物加工工程教育部重点实验室的可鄙的人的帮助下,AFM测试实验。杨X.F.感谢湖南省重点实验室开放基金的先进材料对新能量储存和转换(2018 tp1037 - 202005)和李教授的帮助下,从湖南科技大学的田。
表S1:抛光硅晶片参数[1]。表S2: X8-Y8网格的重新定位精度为目标。表S3:舞台的准确性和重现性导航系统在SEM和AFM。注:数据的平均绝对值的平均值在每一列的数据。标准差的标准偏差的绝对值在每一列的数据。平均的数据表的每一列反映阶段导航系统的准确性。在每一列数据的标准差反映阶段导航系统的再现性。图S1:原理图的工作原理,AFM[2]和[3]的典型结果。(一)工作原理,AFM。(B)电容梯度和接触电位差(CPD)使用ef小刺的神经元的分布和KPFM技术,分别为:(a)的地形棘神经元; (b) the corresponding capacitance gradient image of (a) obtained from EFM test; (c) the topography of a spine in a neuron; (d) the corresponding CPD image of (c) obtained from (d). Reproduced with permission from Ref. [3]. For interpretation of the references to colors in this figure legend, the reader is referred to the web version of this article. Fig. S2: schematic diagram of the structure of SEM [4] and the typical results [5]. (A) Working principle of SEM. (B) Typical results obtained from SEM and accessories (BSE, EBSD, and EDS): (b1) phase contrast, (b2) inverse pole figure (parallel to