El contraescaneo ( CS ) [1] [2] [3] es un método de escaneo que permite corregir las distorsiones de la trama causadas por la deriva de la sonda del microscopio de escaneo con respecto a la superficie medida. Durante el contraescaneo se obtienen dos escaneos de superficie, es decir, escaneo directo y escaneo de contador (ver Fig. 1). El escaneo del contador comienza en el punto donde termina el escaneo directo. Este punto se llama punto de coincidencia (CP). Con la exploración de contador, el movimiento de la sonda a lo largo de la línea ráster y el movimiento de la sonda de una línea ráster a la otra línea ráster se llevan a cabo a lo largo de las direcciones opuestas a los movimientos en la exploración directa. El par de imágenes obtenido se denomina imágenes de contraescaneado (CSI).
Principios
Cuando las distorsiones de la trama son lineales, i. e., cuando la velocidad de deriva es constante, para corregir la deriva, es suficiente medir las coordenadas de una sola característica común en los escaneos directo y en el contador. En caso de distorsión no lineal, cuando la velocidad de deriva varía durante el escaneo, el número de características comunes en los CSI cuyas coordenadas deben medirse aumenta en proporción al grado de no linealidad.
Normalmente, la desviación de la sonda del microscopio con respecto a la superficie medida consta de dos componentes: uno está asociado con el deslizamiento de las piezocerámicas del escáner , el otro es causado por una deformación térmica del instrumento debido al cambio de temperatura. El primer componente no es lineal (se puede aproximar mediante un logaritmo ), el segundo componente se puede considerar lineal en la mayoría de las aplicaciones prácticas.
El uso del método de contraescaneo permite, incluso en el caso de una fuerte deriva que conduzca a errores de decenas de por ciento, medir la topografía de la superficie con un error de algunas décimas de porcentaje.
(a)
(B)
Fig. 1. Contraescaneo con (a) una línea inactiva (mostrada por la línea de puntos), (b) sin línea inactiva. Los dígitos 1… 4 designan los números de las imágenes obtenidas. 1, 3 son imágenes directas, 2, 4 son contraimágenes correspondientes a las directas. CP es un punto de coincidencia del par de imágenes contra-escaneadas. El ráster presentado condicionalmente consta de cuatro líneas.
Imágenes de contraescaneado
Las imágenes de contraescaneado (CSI, CSI) [1] [2] [3] [4] son un par de imágenes obtenidas durante el contraescaneo. Durante el contraescaneo es posible obtener uno o dos pares de CSI (ver Fig. 1). Cada par consta de una imagen directa y la imagen contraria. En primer lugar, se obtiene una imagen convencional denominada imagen directa, después de eso se obtiene una contraimagen invirtiendo la dirección del movimiento a lo largo de una línea de trama y la dirección del movimiento de una línea a otra de la trama. La imagen directa del segundo par está formada por las líneas de retroceso de la imagen directa del primer par. La imagen de contador del segundo par está formada por las líneas de retroceso de la imagen de contador del primer par. Los CSI están destinados a corregir las distorsiones causadas por la deriva de la sonda del microscopio de barrido con respecto a la superficie bajo investigación. Para implementar la corrección, es suficiente tener al menos una característica común entre las imágenes directas y contrarias. En comparación con un solo par CSI, el uso de dos pares requiere el doble de memoria y tiempo de procesamiento pero, por otro lado, permite aumentar la precisión de la corrección y reducir el nivel de ruido en la imagen corregida.
(a)
(B)
(C)
(D)
(mi)
Fig. 1. Imágenes contraescaneadas de alúmina porosa ( AFM , 128 x 128 píxeles): (a) imágenes directas y (b) contra -escaneadas del primer par; (c) imágenes directas y (d) contrarias del segundo par. El error inducido por la deriva es del 25%. (e) Imagen corregida, el error residual compone 0,1%.
Ver también
Referencias
- ↑ a b R. V. Lapshin (2007). "Eliminación automática de la deriva en imágenes de microscopio de sonda basada en técnicas de contraescaneo y reconocimiento de características topográficas" (PDF) . Ciencia y Tecnología de la Medición . Reino Unido: IOP. 18 (3): 907–927. Código bibliográfico : 2007MeScT..18..907L . doi : 10.1088 / 0957-0233 / 18/3/046 . ISSN 0957-0233 .
- ^ a b RV Lapshin (2011). "Microscopía de sonda de barrido orientada a características". En HS Nalwa (ed.). Enciclopedia de Nanociencia y Nanotecnología (PDF) . 14 . Estados Unidos: American Scientific Publishers. págs. 105-115. ISBN 1-58883-163-9.
- ^ a b VY Yurov, AN Klimov (1994). "Calibración y reconstrucción de imagen real con microscopio de túnel de barrido: Eliminación de derivas y pendientes" . Revisión de instrumentos científicos . Estados Unidos: AIP. 65 (5): 1551-1557. Código Bibliográfico : 1994RScI ... 65.1551Y . doi : 10.1063 / 1.1144890 . ISSN 0034-6748 . Archivado desde el original (PDF) el 13 de julio de 2012 . Consultado el 28 de noviembre de 2011 .
- ^ JT Woodward, DK Schwartz (1998). "Eliminación de la deriva de las imágenes de microscopio de sonda de exploración de muestras periódicas" . Journal of Vacuum Ciencia y Tecnología B . Estados Unidos: American Vacuum Society. 16 (1): 51–53. Código bibliográfico : 1998JVSTB..16 ... 51W . doi : 10.1116 / 1.589834 . ISSN 0734-211X . Archivado desde el original (PDF) el 10 de julio de 2012.