KFM calibration method

Ryszard Jabłoński , Maciej Ligowski , Michiharu Tabe

Abstract

The paper presents novel method for calibrating Kelvin Probe Force Microscope. The method is based on measuring the surface potential of a reference sample and comparing it with the results obtained by KFM. It offers a calibration possibility in the whole measuring range of the microscope both in terms of absolute values and dynamic behavior. The surface potential of a reference sample used for calibration is adjusted according to needs. Using this method both the time characteristics and the measurement accuracy can be adjusted by a proper setting of PI controller and Lock-In amplifier gains. In particular, with a higher proportional gain the measuring range is decreased but obtained resolution is increased. The method has been applied for the calibration of Unisoku Low Temperature KFM. Obtained results proves that KFM can measure the potential within the -3÷3 V. The calculated standard deviation for each calibration point is less than 15 mV. Taking into consideration also systematic error it can be concluded, that the uncertainty in a whole measuring range is 20 mV.
Author Ryszard Jabłoński (FM / IMBE)
Ryszard Jabłoński,,
- The Institute of Metrology and Biomedical Engineering
, Maciej Ligowski
Maciej Ligowski,,
-
, Michiharu Tabe
Michiharu Tabe,,
-
Journal seriesElektronika - konstrukcje, technologie, zastosowania, ISSN 0033-2089
Issue year2013
Vol54
No6
Pages19-21
Keywords in PolishKFM kalibracja potencjał powierzchniowy
Keywords in EnglishKFM calibration surface potential
Abstract in PolishPrzedstawiona w publikacji metoda kalibracji KFM jest oparta na pomiarze potencjału powierzchniowego wzorca odniesienia i porównaniu wyniku z uzyskanym za pomocą KFM. Pozwala ona na wzorcowanie w całym zakresie pomiarowym mikroskopu zarówno w wartościach bezwzględnych jak i dynamicznie zmiennych. Napięcie powierzchniowe wzorca odniesienia użytego do wzorcowania jest regulowane w zależności od potrzeb. Stosując tą metodę zarówno charakterystyka czasowa jak i dokładność pomiaru mogą być regulowane przez właściwe ustawienie kontrolera PI i wzmacniacza Lock-In. Okazało się, że przy wzroście wzmocnienia proporcjonalnego, zmniejsza się zakres pomiarowy przy jednoczesnym zwiększeniu rozdzielczości. Metoda została zastosowana do wzorcowania niskotemperaturowego mikroskopu KFM. Osiągnięte wyniki potwierdzają, że KFM może mierzyć potencjał w zakresie -3÷3 V. Obliczone odchylenie standardowe dla każdego punktu kalibracyjnego wynosiło mniej niż 15 mV. Biorąc pod uwagę także błąd systematyczny można skonkludować że niepewność w całym zakresie pomiarowym wynosi 20 mV.
URL http://www.sigma-not.pl/publikacja-77242-kfm-calibration-method-elektronika-konstrukcje-technologie-zastosowania-2013-6.html
Languageen angielski
Score (nominal)8
ScoreMinisterial score = 5.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Ministerial score (2013-2016) = 8.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Citation count*
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?