[發明專利]一種近場微波顯微鏡介電常數測量標定的軟接觸實現方法

有效

• 申請號: 202010095658.0
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111257647B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 彭斌;黃和;曾慧中;張萬里;鞠量
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

1.一種近場微波顯微鏡介電常數測量標定的軟接觸實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、選擇N個已知介電常數的樣品，N≥3，按照介電常數由小到大的順序將樣品依次編號為1，2，3，…，N，對應的介電常數依次為ε_r1，ε_r2，ε_r3，…，ε_rN；

步驟2、將第1個樣品放置于探針下方，設置步進電機的步長為a，a為步進電機的最小分辨步長，步進電機控制探針以步長a向樣品方向移動，記錄樣品高度與對應高度下的諧振頻率f_r，直到顯微鏡判斷探針與樣品接觸，停止探針的移動；

步驟3、根據步驟2記錄的數據繪制諧振頻率f_r隨樣品高度H變化的曲線，然后進行一階差分，得到相鄰兩點的諧振頻率差值Δf_r與高度H的變化曲線，將該變化曲線最高點右側的次高點對應的Δf_r確定為噪聲標準K；

步驟4、控制探針離開樣品大于10a的距離，設置步進電機的步長為a，a為步進電機的最小分辨步長，步進電機控制探針以步長a向樣品方向移動，記錄：諧振頻率f(a_n)、上一步諧振頻率f(a_n-1)、下一步諧振頻率f(a_n+1)；

步驟5、判斷f(a_n+1)-f(a_n)與K之間的大小，若f(a_n+1)-f(a_n)＜K，則探針繼續移動；若f(a_n+1)-f(a_n)＞K，則判斷f(a_n+1)-f(a_n)與f(a_n)-f(a_n-1)之間的大小關系，若f(a_n+1)-f(a_n)＞f(a_n)-f(a_n-1)則探針繼續移動，若f(a_n+1)-f(a_n)＜f(a_n)-f(a_n-1)則停止移動探針，記錄此時的f(a_n+1)，作為第1個樣品軟接觸時的諧振頻率f₁；

步驟6、重復步驟4和步驟5的過程，依次對第2，3，…，N個樣品進行測量，得到其對應的軟接觸時的諧振頻率f₂，f₃，…f_N；

步驟7、利用以下公式：

b＝(ε_r-1)/(ε_r+1)

對介電常數ε_r1，ε_r2，ε_r3，…，ε_rN和軟接觸時的諧振頻率f₁，f₂，f₃，…f_N，進行擬合，得到常數A以及修正空載諧振頻率f₀，完成對近場微波顯微鏡介電常數測量時的標定。