Как выбрать между пошаговым режимом и режимом развертки?

02 июль 2023г.

При выполнении любых экспериментов со сканирующим зондом, от сканирующей электрохимической микроскопии (СЭХМ) до атомно-силовой микроскопии (АСМ), важно понимать, как перемещается зонд во время сканирования, так как это влияет на качество и продолжительность эксперимента. То, как датчик перемещается во время сканирования, называется режимом сканирования, который бывает двух различных типов: пошаговое сканирование и сканирование с разверткой.

 

Пошаговое сканирование

В режиме пошагового сканирования датчик останавливается в каждой точке линии для сбора данных. При пошаговом сканировании области датчик останавливается в начальной точке линии для сбора данных, затем он перемещается к следующей точке, делает паузу и собирает данные, прежде чем перейти к следующей точке и повторить этот процесс в каждой точке. пока не достигнет конца линии, это показано на рис. 1. Поскольку зонд останавливается в каждой точке, в каждой точке измеряется несколько образцов. Затем эти выборки усредняются, чтобы получить сообщаемое значение в каждой точке данных. Преимущество этого метода заключается в том, что он помогает усреднить любой шум, который в противном случае мог бы вызвать ложные данные. Кроме того, использование пошагового сканирования позволяет избежать смещения или искажения данных из-за влияния скорости сканирования. Хотя пошаговое сканирование обеспечивает низкий уровень шума, высокое качество данных, тот факт, что зонд должен останавливаться в каждой точке, делает его работу медленной. При использовании M470 режим пошагового сканирования можно использовать с любым типом метода, однако его следует использовать, когда представляет интерес сигнал переменного тока, как в случае с Переменным током (ac)-SECM или спектроскопией локального электрохимического импеданса (LEIS), или если используется метод прерывистого контакта (ic)-SECM .

Screenshot 4
Рисунок 1: Показан принцип работы режима пошагового сканирования.

 

Полное сканирование

В режиме развертки датчик непрерывно перемещается по линии, собирая данные на лету. При развертке области сканирования зонд начинает двигаться в начале линии и не останавливается, пока не достигнет конца линии, собирая данные через заданные интервалы времени по всей линии, рис. 2. Поскольку скорость зонда хорошо определена, временные интервалы могут быть преобразованы в расстояние, чтобы данные можно было нанести на карту. Эксперимент с разверткой по своей природе чувствителен к внешним воздействиям, поскольку во время сканирования не происходит усреднения данных. Кроме того, скорость сканирования может иметь очевидное влияние на качество окончательных данных, при этом высокие скорости сканирования показывают смещение измерений по сравнению с более низкими скоростями сканирования. Однако тщательная настройка эксперимента с разверткой означает, что шум и искажения могут быть сведены к минимуму и позволяют проводить короткие эксперименты . На M470 режим развертки можно использовать только для методов сканирования на постоянном токе, таких как сканирование зондом Кельвина (SKP) , сканирование вибрирующим электродом (SVET) и dc-SECM .

Screenshot 5 Рисунок 2: Показан принцип работы режима развертки.

 

Пошаговое сканирование против развертки

Различия между пошаговым сканированием и разверткой кратко изложены ниже.

Screenshot 1

 

Пример результатов

Пример сравнения ступенчатого сканирования и сканирования со свипированием показан на картах экспериментов SECM на рис. 3. В этих экспериментах был измерен диск Au размером 200 мкм в смоле в 5 x 10 -3 моль л -1 K 3 [ Fe ( CN ) 6 ] в 0,1 моль л -1KCl с использованием зонда Pt SECM 10 мкм. Единственная разница в установке между проведенными экспериментами заключалась в режиме сканирования. При использовании режима пошагового сканирования эксперимент занял 54 минуты, а при использовании режима развертки эксперимент занял всего 9 минут. 

Screenshot 2

Рисунок 3: Диск из золота диаметром 200 мкм в смоле был измерен в 5 x 10 -3 моль л -1 K 3 [Fe(CN) 6 ] в 0,1 моль л -1 KCl с использованием зонда Pt SECM 10 мкм. На левом изображении образец был измерен в режиме пошагового сканирования, а на правом изображении образец был выполнен в режиме свип-сканирования. Желтая линия на обоих изображениях показывает линию x, проходящую через центр диска Au (Y = 45 мкм), добавленную для дальнейшего сравнения.

 

В эксперименте с разверткой ток, измеренный над смолой, менее отрицательный, чем при измерении в режиме пошагового сканирования, это может быть связано с перемешиванием раствора, что более вероятно при использовании режима развертки, в результате чего конвекция является фактором, влияющим на измерение.

Поделиться в соцсетях:

Связаться с нами

Если у Вас остались вопросы или вы хотите заказать
продукцию, просто заполните форму ниже

Неверный ввод
Неверный ввод
Неверный ввод
Неверный ввод
Неверный ввод
  • г. Минск, 220 073, ул. Скрыганова, 14,
    помещение номер 23

  • +7 (969) 077-72-72 (WhatsApp)

  • +375 (17) 270-07-81

  • +375 (29) 626-19-06

  • info@ilpa-tech.ru

  • Связаться с нами