Методи отримання випромінювання

В даний час найбільш поширений метод контролю відстані зонд-зразок заснований на реєстрації поперечних сил між ближньопільним зондом і зразком. Використання заснованої на поперечно-силовому взаємодії системи дозволяє проводити вимірювання рельєфу поверхні зразка, або поряд з поперечно-силової мікроскопії проводити ближньопільне вимірювання з використанням методу пропускання для прозорих зразків, методу відображення для непрозорих зразків і люмінесцентні методи для отримання додаткових характеристик зразків.

Для утримання оптичного зонда поблизу поверхні зразка використовується неоптичні схема з кварцовим камертонним резонатором в якості датчика. Це дозволяє підвищити відношення сигнал-шум в порівнянні з оптичними методами утримання. Це дуже важливо для роботи з граничною розширеною здатність мікроскопа. Крім того, не з'являються фотоіндуковані носії. Це є важливою обставиною при дослідженні деяких властивостей напівпровідників.

В основі неоптичного методу отримання інформації про рельєф поверхні лежить ідея використання відгуку прикріпленого до оптичному волокну кварцового резонатора при взаємодії з поверхнею. В системі кварцовий резонатор-волокно за допомогою зовнішнього пристрою збуджуються поперечні коливання на резонансній частоті кварцового резонатора. Далі використовується п'єзоефект: механічні коливання кварцового резонатора призводять до електричного відгуку, який використовується в якості інформаційного сигналу для визначення амплітуди коливань волокна [7-10].

Поперечно-силова мікроскопія здійснюється наступним шляхом (рис. 2.3). П’езовібратор через кварцовий резонатор збуджує коливання волоконного зонда з деякою початковою амплітудою, при цьому величина вихідного сигналу резонатора становить A_o. При наближенні до поверхні зразка амплітуда коливань волоконного зонда зменшується і досягає деякої наперед встановленої (set-point) величини A. Після цього проводиться сканування поверхні зразка з підтриманням системою зворотного зв'язку цієї величини амплітуди коливань [7].

Метод пропускання реалізується одночасно з поперечно-силовою мікроскопією у процесі сканування зразок опромінюється волоконних зондом і випромінювання проходить крізь зразок, за допомогою об'єктива направляється на фотопомножувач (рис. 2.4а) [8].

Рисунок 2.3 – Поперечно-силова мікроскопія [7]

а) б) в)

Рисунок 2.4 – Метод СБОМ пропускання (а) відображення (б) та люмінесцентний (в) [8-10]

Метод відображення реалізується одночасно з поперечно-силовою мікроскопією у процесі сканування зразок опромінюється волоконним зондом, і відбите від зразка випромінювання направляється дзеркалом на об'єктив, і далі на фотопомножувач (рис. 2.4б) [9].

Люмінесцентний метод реалізується одночасно з поперечно-силовою мікроскопією у процесі сканування зразок опромінюється волоконним зондом, випромінювання проходить крізь зразок і вузькосмуговий режекторний фільтр, а за допомогою об'єктива направляється на фото помножувач (рис. 2.4в) [10].