역스캔

Counter-scanning

카운터스캔(CS)[1][2][3]은 현미경 탐촉자가 측정된 표면에 상대적으로 표류하면서 발생하는 래스터 왜곡을 보정할 수 있는 스캐닝 방식이다. 두 개의 표면 스캔(viz)을 카운터 스캔하는 동안 직접 스캔 및 카운터 스캔을 얻는다(그림 1 참조). 카운터 스캔은 직접 스캔이 끝나는 지점에서 시작한다. 이 점을 우연점(CP)이라고 한다. 카운터 스캔과 함께 래스터 라인을 따라 프로브 이동과 래스터 라인을 따라 한 래스터 라인에서 다른 래스터 라인으로 프로브 이동이 직접 스캔의 움직임과 반대되는 방향을 따라 수행된다. 획득한 영상 쌍을 CSI(반스캔 영상)라고 한다.

원칙

래스터 왜곡이 선형인 경우, 즉, 드리프트 속도가 일정할 때 드리프트를 보정하기 위해 직접 및 카운터 스캔에서 하나의 공통 형상만 좌표를 측정하기에 충분하다. 비선형 왜곡의 경우, 스캔 중 드리프트 속도가 변화할 경우, 좌표를 측정해야 하는 CSI의 공통 형상 수가 비선형성의 정도에 비례하여 증가한다.

일반적으로 측정된 표면에 상대적인 현미경 프로브의 드리프트는 스캐너 피에조세라믹스의 크리프와 관련된 구성 요소와 온도 변화에 따른 기기의 열변형으로 인해 발생하는 두 가지 구성 요소로 구성된다. 첫 번째 구성요소는 비선형(로그리듬으로 근사할 수 있음)이며, 두 번째 구성요소는 대부분의 실제 적용에서 선형 구성요소로 간주할 수 있다.

카운터스캔 방식을 사용하면 수십 퍼센트의 오차가 발생하는 강한 드리프트의 경우에도 10분의 1 퍼센트의 오차가 거의 없는 표면 지형을 측정할 수 있다.

  • (a)

  • (b)

그림 1. (a) 유휴 라인(점선으로 표시), (b) 유휴 라인 없음으로 카운터 스캔 숫자 1 …4는 획득한 영상의 번호를 지정한다. 1, 3, 2, 4는 직접 영상에 해당하는 카운터 영상이다. CP는 역스캔 이미지 쌍의 우연의 일치점이다. 조건부로 제시된 래스터는 4개의 라인으로 구성된다.

역스캔 이미지

역스캔된 영상(CSI, CSI)[1][2][3][4]은 역스캔 중에 얻은 영상 쌍이다. 카운터 스캔 중에 하나 또는 두 쌍의 CSI를 얻을 수 있다(그림 1 참조). 각 쌍은 직접 이미지와 그에 대한 이미지 카운터로 구성된다. 첫째로, 직접 이미지라고 하는 기존의 이미지를 얻는데, 그 후에 래스터 라인을 따라 움직이는 방향과 래스터의 선에서 선으로 이동하는 방향을 반대로 하여 카운터 이미지를 얻는다. 두 번째 쌍의 직접 영상은 첫 번째 쌍의 직접 이미지의 재추적 라인에 의해 형성된다. 두 번째 쌍의 카운터 이미지는 첫 번째 쌍의 카운터 이미지의 역추적 라인에 의해 형성된다. CSI는 조사 대상 표면에 상대적인 스캔 현미경 프로브의 표류로 인한 왜곡을 보정하기 위한 것이다. 보정을 구현하려면 직접 영상과 카운터 영상 사이에 적어도 하나의 공통 형상을 갖는 것으로 충분하다. 단일 CSI 쌍과 비교했을 때, 두 쌍의 사용은 메모리와 처리 시간의 두 배가 필요하지만, 다른 한편으로 보정 정밀도를 높이고 보정된 영상의 노이즈 수준을 낮출 수 있다.

  • (a)

  • (b)

  • (c)

  • (d)

  • (e)

그림 1. 다공성 알루미나(AFM, 128×128 픽셀): (a) 첫 번째 쌍의 직접 및 (b) 첫 번째 쌍의 카운터 영상, (c) 직접 및 (d) 두 번째 쌍의 카운터 영상. 표류 유도 오차는 25%를 만든다. (e) 보정된 영상, 잔차 오류는 0.1%를 발생시킨다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b R. V. Lapshin (2007). "Automatic drift elimination in probe microscope images based on techniques of counter-scanning and topography feature recognition" (PDF). Measurement Science and Technology. UK: IOP. 18 (3): 907–927. Bibcode:2007MeScT..18..907L. doi:10.1088/0957-0233/18/3/046. ISSN 0957-0233.
  2. ^ a b R. V. Lapshin (2011). "Feature-oriented scanning probe microscopy". In H. S. Nalwa (ed.). Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology (PDF). Vol. 14. USA: American Scientific Publishers. pp. 105–115. ISBN 1-58883-163-9.
  3. ^ a b V. Y. Yurov, A. N. Klimov (1994). "Scanning tunneling microscope calibration and reconstruction of real image: Drift and slope elimination". Review of Scientific Instruments. USA: AIP. 65 (5): 1551–1557. Bibcode:1994RScI...65.1551Y. doi:10.1063/1.1144890. ISSN 0034-6748. Archived from the original (PDF) on 2012-07-13. Retrieved 2011-11-28.
  4. ^ J. T. Woodward, D. K. Schwartz (1998). "Removing drift from scanning probe microscope images of periodic samples". Journal of Vacuum Science and Technology B. USA: American Vacuum Society. 16 (1): 51–53. Bibcode:1998JVSTB..16...51W. doi:10.1116/1.589834. ISSN 0734-211X. Archived from the original (PDF) on 2012-07-10.