Method for calculating the resulting error of scanning probe microscope

Authors

DOI:

https://doi.org/10.18372/2073-4751.68.16522

Keywords:

metrological support, nanomeasurements, scanning probe microscope, error compensation, external destabilizing factors

Abstract

Based on the analysis of existing approaches to the process of measuring nanoobjects using a scanning probe microscope, it was found that the calculation and further correction of the resulting error requires careful study of external destabilizing factors. It was proved that the resulting error of the scanning probe microscope due to the influence of rapidly changing external environmental conditions at any time is a random variable. It is established that in the case of automatic error correction the greatest influence on the measurement result of nano-objects is not the absolute value of one or another spectral component of the error, but only its change in time, which depends on the period of coordinate decay functions. The article solves the urgent problem of developing methods for calculating and correcting the resulting error of the scanning probe microscope, taking into account a number of random time functions. The calculation of the mathematical expectation of accidental error caused by the influence of external destabilizing factors was calculated and methods of its compensation with increased accuracy and speed were developed. Based on the research, a general mathematical model of the resulting error in measuring nanoobjects using a scanning probe microscope, taking into account the influence of rapidly changing external destabilizing factors, which allows you to automatically adjust the measurement results on-line.

References

Pokrajac P. Direct position determination of wideband signals: Coherent and noncoherent approach, / P. Pokrajac, D. Vucic, P. Okiljevic. // International Conference on Telecommunications in Modern Satellite, Cable and Broadcasting Services (TELSIKS), 2013. – №11. – P. 77-80.

McKeown P. Nanotechnology–special article Proc. / McKeown. // Nano-metrology in Precision Engineering. – 2008. – P. 5-55.

Schwenke H. Future challenges in coordinate metrology: addressing metrological problems for very small and very large parts / H.Schwenke, F. H ̈artig, K. Wendit, F. W ̈aldele. // IDW. – 2001. – P. 1-12.

Peggs G.N. Measuring in three dimensions at the mesoscopic level Proc. / G. N. Peggs, A. Lewis, R. K. Leach. // ASPE Winter Topical Meeting – Machines and Processes for Micro-scale and Meso-scale Fabrication, Metrology and Assembly. – 2003. – P. 53-79.

Liang S. Machining and metrology at micro/nano scale Keynote speech Proc. / Liang. // ICPT. – 2004. – P. 9-11.

Hausottee T. Traceable nanometrology with a nanopositioning and nanomeasuring machine / Hausottee., 2004. – 450 p. – (J. Chin. Soc. Mech.).

M.S. Muthuvalu, V.S. Asirvadam, and G. Mashadov. Performance analysis of Arithmetic Mean method in determining peak junction temperature of semiconductor device. – Ain Shams Eng. J. – Vol. 6. – №4. – P. 1203–1210. Dec. 2015.

Downloads

Published

2021-12-22

Issue

Vol. 4 No. 68 (2021)

Section

Статті

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).