輪廓儀和探針顯微鏡是兩種主要的接觸式輪廓測(cè)量?jī)x

接觸式輪廓儀
  探針輪廓儀和掃描探針顯微鏡是兩種主要的接觸式輪廓測(cè)量?jī)x
，它們都用一個(gè)可接觸的探針去測(cè)量表面輪廓。二者的區(qū)別在于橫
向和縱向的測(cè)量范圍及它們的分辨率，因此，它們有不同的應(yīng)用范
圍。另外，掃描探針顯微鏡可以測(cè)量樣品和針尖間的相互作用，這
使得其可以測(cè)量材料的不同性質(zhì)。

探針輪廓儀
  探針輪廓儀利用一個(gè)在表面移動(dòng)的小針尖，通過(guò)感知針的高度
起伏來(lái)確定表面的輪廓。探針輪廓儀能夠測(cè)量的高度達(dá)lmm。這種
輪廓儀工作的時(shí)候很像留聲機(jī)，通常情況下，被測(cè)表面在探針下移
動(dòng)，但也有可能是探針在表面移動(dòng)。探針的垂直運(yùn)動(dòng)由一個(gè)線性變
化的差動(dòng)變壓器(LVDT)測(cè)量，然后把測(cè)量的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高度數(shù)據(jù)。
探針是由堅(jiān)硬的物質(zhì)，例如金剛石制作的，針尖的曲率半徑在0．0
5～50微米之間，這決定了儀器的橫向分辨率。

  針尖半徑越小越尖，那么針尖就能夠越容易地跟蹤表面形狀，
但是針尖太尖，針尖施加給予表面的壓力就越大，有可能使表面產(chǎn)
生局部形變。如果表面產(chǎn)生的是彈性形變，雖然這不會(huì)損壞樣品，
但是會(huì)導(dǎo)致表面輪廓測(cè)量不準(zhǔn)確。如果產(chǎn)生的是塑性形變，會(huì)導(dǎo)致
表面輪廓測(cè)量不準(zhǔn)確，并且可能永久損壞樣品。新型的低壓力技術(shù)
(針尖載荷小于lmg的)允許測(cè)量柔軟的物質(zhì)，例如光刻膠。另外，

當(dāng)用小半徑的探針時(shí)，掃描速度會(huì)明顯降低，同時(shí)，必須降低針尖
載荷來(lái)得到更準(zhǔn)確的測(cè)量。對(duì)于最精確的探針輪廓儀，針尖半徑約
為幾十微米或更小，針尖載荷為幾毫克或更少。這些輪廓儀需要密
封和振動(dòng)隔離系統(tǒng)，需要很多分鐘去完成幾千個(gè)點(diǎn)的掃描。

  探針輪廓儀的橫向分辨力由針尖半徑、表面形狀和數(shù)據(jù)點(diǎn)之間
的采樣間隔決定。對(duì)于一個(gè)球形針尖的探針來(lái)說(shuō)，在測(cè)量一個(gè)正弦
形的表面輪廓時(shí)，最小可測(cè)量的正弦波的波長(zhǎng)(周期)d不僅取決于
探針半徑r，還取決于正弦波的振幅

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