lyric 发表于 2008-7-3 16:08

关于表面粗糙度的测量(显微镜)--改进版

有没有哪位曾经或者现在正在研究这个的,能不能提供一些有效资源。刚读博士,没有任何概念而言。。。$握手$ $握手$

我来补充下,目前的任务是:
调查目前常用以及各类显微镜的用途,使用方法,优缺点以及工作原理。

我通过几天的学习,已经归纳出了一些,希望前辈来指点

表面粗糙度的测量方法基本上可以分为2种:

接触式测量和非接触式测量

接触式测量
1.        比较法
2.        印模法
3.        触针法


非接触式测量

可以分为:光学测量法和原子力测量法
A.光学测量法:
1.        光切法
2.        实时全息法
3.        散斑法
4.        像散测定法
5.        光外差法
6.        光学传感器法

光学探针法
散射法
干涉法
这些名字好多啊,俺暂时还分不清楚,会继续学习来补充。当然如果有前辈能稍微指点下,哪里能找到相对应的英文资料就最好了。。。

B.原子力测量法
将扫描隧道显微镜与探针式轮廓仪相结合,发明了原子力显微镜。
1.        扫描电子显微镜SEM--
2.        扫描探针显微镜SPM—Scaning Probe Microscope
3.        发射电子显微镜TEM
4.        扫描隧道显微镜STM—Scanning tunning microscope
         只能测试道导体和半导体
5.        原子力显微镜AFM—Atomic force microscope

6.        光子扫描隧道显微镜PSTM—PhotonScanningTunning Microscope

7.        扫描近场光学显微镜SNOM:
8.        弹道电子发射显微镜BEEM—Ballistic Electron Microscope
唯一一个能够在纳米尺度上无损检测表面和界面结构的先进仪器。


通过学习,我觉得好多机器都是只能看到表面,不好测量,至少我 到现在还没找到太多可以测量出来的好机器。我会再继续学习学习,或许哪位前辈知道??$害羞$ $害羞$

[ 本帖最后由 lyric 于 2008-7-4 13:57 编辑 ]

hohohahi 发表于 2008-7-4 09:11

some details pls

afm, stm, sem or optic microscope?

Innerfire 发表于 2008-7-4 09:48

测量技术手段上,除了ls说的,还有white light interferometer,非常好用。看你们实验室有什么了
普通显微镜没法测吧; afm速度相对很慢;stm冒似跟afm有很多相近的地方; sem主要是排照片来秀的吧,除了分析图片以外,可以具体精密测量吗? 谁知道麻烦告诉一下

基础概念,可以简单的在网上搜一下,比如http://en.wikipedia.org/wiki/Surface_roughness

pinguo 发表于 2008-7-4 09:55

最常用的就是AFM了,不过由于测量的范围比较小,所以最好再加上SEM的照片,说明效果会更好的。
不过粗糙度是一个统计的数值,所以只是具有相对意义的。

[ 本帖最后由 pinguo 于 2008-7-8 12:23 编辑 ]

Innerfire 发表于 2008-7-4 14:28

原子力测量法本质上也是探针法么。探针法通用性很好,但是精确的如AFM受到范围,速度的制约;不过反之,在小范围内,比如1umx1um,属于居家旅行杀人越货之必备工具吧。探针大的,速度范围没问题,但是精读很差。不过再快的探针轮廓仪,在测表面粗糙度时,其速度也比光学法小好几个量级。毕竟探针只能一条线一条线的扫描
光学测量法,比如干涉法可以短时间,通常几秒种的时间,得到相对大范围的3D图像数据(max= e.g. 10x10mm,不过做不到极小范围的测量,比如1x1um),z轴精度可以达到0.1nm,适合MEMS,photonics,micro-optics等等.缺点是透明的和吸收光的目标都不能直接测量,只能先通过在表面蒸镀铝等方法

我就知道这些了,继续关注本楼。同时期待lz好好整理总结后的成果,hahaha:D

[ 本帖最后由 Innerfire 于 2008-7-4 15:41 编辑 ]

楼上没有牛了 发表于 2008-7-7 11:02

显微镜能看morphology,但能做表面粗糙度的定量测量?粗糙度是个统计意义上的参数,测量有专门的标准.要么是俺孤陋寡闻了.
平时用来测表面的,
二维探针式:RTH
三维激光式:UBM

einstein 发表于 2008-7-7 12:19

The AFM has very high smoothness resolution in the vertical direction. In optimal condition, by using tapping variable force modus, a smaller than 1nm RMS resolution can be achieved. But the specimen property, e.g. special surface topology, or soft metal degradate the resolution significantly.

On the other hand, it does NOT damage the the specimen's surface because AFM can also work in uncontact modus. Not only conductor or semiconductor, isolater such as SiO2 or Si3N4 can also be measured with 1nm resolution according to my own experimence.

SEM cannot measurement the absolute value of the depth.

雨蝶 发表于 2008-7-8 11:57

原帖由 楼上没有牛了 于 2008-7-7 12:02 发表 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif
显微镜能看morphology,但能做表面粗糙度的定量测量?粗糙度是个统计意义上的参数,测量有专门的标准.要么是俺孤陋寡闻了.
平时用来测表面的,
二维探针式:RTH
三维激光式:UBM

AFM可以,如果你指的是RMS的话,AFM完全可以做到而且精确度可以达到0.1nm甚至更高。而且AFM本来就是二维探针式

楼上没有牛了 发表于 2008-7-8 15:35

原帖由 雨蝶 于 2008-7-8 12:57 发表 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif


AFM可以,如果你指的是RMS的话,AFM完全可以做到而且精确度可以达到0.1nm甚至更高。而且AFM本来就是二维探针式


0.1nm,机械和物理的层次就是不一样.

雨蝶 发表于 2008-7-8 17:20

原帖由 楼上没有牛了 于 2008-7-8 16:35 发表 http://www.dolc.de/forum/images/common/back.gif



0.1nm,机械和物理的层次就是不一样.

不是很明白。。。我说得是垂直的精确度,平行的话,达不到的,一般只能达到1nm,STM可以达到原子精确度,不过现在的新的afm都号称能达到原子级别的分辨率了。$汗$ $汗$
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