主题:【讨论】关于传统PZT和平板扫描器的讨论

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比较全面,本人补充一点

原文由 nanomaster 发表:
传统扫描器是管式扫描器,具有以下优点:
1)结构简单小巧,容易制造
2)机械固有频率较高,对环境震动不敏感
3)圆柱对称结构有利于消除XY方向热漂移(但如果制造工艺稳定如否可能会引起不对称,而无法实现该优点)
缺点是:
1)由于压电陶瓷固有的缺陷如:非线性、滞后、蠕变以及老化等引起测试误差。
这不只是单管式扫描器的缺点,而是所有压电扫描器的共同缺点,不管是单管式还是平板式的或者其他类型的。平板扫描器也需要用非线性校正或闭环控制来克服这些缺陷。当然单管式扫描器同样可以通过添加闭环系统来克服这些缺陷,改善图片质量

2)扫描器的结构误差,是指扫描器自身的结构缺陷引起的误差,主要包括价差耦合误差、非正交误差以及扫描器的形状误差。
3)管式扫描器容易出现“钟摆效应”,导致两侧的扫描失真,尤其是对较厚的样品而言
4)管式扫描器在偏离XY轴的方向及易出现非线性状况,导致图像失真


目前新出现的平板式扫描器,如果再配上三轴实时校正的闭环扫描则对于AFM的性能有非常大的改进。
平板扫描器能够将XYZ三轴分离,从而消除各轴之间的交互耦合效应,另外由于其Z轴独立,所以可以将Z向范围做得很大,从而满足一些特殊的应用场合。管式扫描器由于各方面的限制,Z向范围都比较小。

具有如下优点:
1)能够消除或者尽量减小以上管式扫描器引起的误差
2)易于实现大范围均匀的扫描
3)为生物型AFM开辟了广阔的领域
生物型的AFM一般需要和光学显微镜联用,从而最大限度的发挥光学显微镜和AFM的优势。采用平板式扫描器则可以很方便的将AFM放置在光学显微镜的载物台上。

4)平板式扫描器代表着未来AFM的发展方向
但是平板式扫描器也有自身的缺点:
1)制造成本较贵,制造较为复杂
2)目前采用平板式扫描器的厂商较少(可能是开发成本较高的原因),据说有VEECO、JPK、PNI等少数几家采用或者正在开发平板式扫描器


目前已经有多个SPM厂家有使用平板式扫描器的成熟产品了,例如Park,NTMDT,AR等,这些厂家使用的平板式扫描器一般都是直接专门开发压电产品的厂家购买的。例如德国的PI公司,以色列的Nanonics等。
qiar
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美国AR(Asylum Research)公司的MFP-3D系列原子力显微镜已经是平板式扫描的了 . AR 公司由原DI公司的人创建的
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