GB/T 45770-2025 表面化学分析 原子力显微术 用于纳米结构测量的原子力显微镜探针柄轮廓原位表征程序

ICS7104040

CCSG.04.

中华人民共和国国家标准

GB/T45770—2025/ISO130952014

:

表面化学分析原子力显微术

用于纳米结构测量的原子力显微镜

探针柄轮廓原位表征程序

Surfacechemicalanalysis—Atomicforcemicroscopy—Procedureforinsitu

characterizationofAFMprobeshankprofileusedfornanostructuremeasurement

ISO130952014IDT

(:,)

2025-06-30发布2026-01-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T45770—2025/ISO130952014

:

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

符号和缩略语

4……………2

探针表征程序

5……………4

确定探针形状的方法

5.1AFM………………………4

参考样品设置

5.2………………………4

和成像的要求

5.3AFMAFM…………5

探针柄轮廓的测量

5.4…………………5

探针柄轮廓测量的不确定度

5.5………………………7

探针特征报告

6……………8

附录资料性图像对测量模式和设置的依赖性

A()AFM………………9

附录规范性参考样品准备

B()…………12

附录资料性参考结构的示例

C()………………………14

附录资料性测量重复性测试结果

D()EPSC…………15

附录资料性探针柄轮廓分析的平面校正

E()…………17

附录资料性报告示例

F()………………18

参考文献

……………………20

Ⅰ

GB/T45770—2025/ISO130952014

:

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件等同采用表面化学分析原子力显微术用于纳米结构测量的原子力显

ISO13095:2014《

微镜探针柄轮廓原位表征程序

》。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国表面化学分析标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC608)。

本文件起草单位上海交通大学上海市计量测试技术研究院上海大学中国计量科学研究院

:、、、、

吉林大学南京景曜智能科技有限公司

、。

本文件主要起草人沈轶孙洁林蔡潇雨李源胡钧李适马志超王春梅

:、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T45770—2025/ISO130952014

:

引言

原子力显微镜在表面纳米结构成像表征中的作用日益突出然

(atomicforcemicroscope,AFM)。

而成像机制造成其成像时存在探针展宽等影响使所得样品表面形貌结果存在膨胀效应常见

AFM,。

情况中探针尖端的半径在的范围内这与许多重要的表面形貌特征在同一数量级因

,1nm~200nm,。

此成像所用探针的形状和尺寸对获得的图像有很大的影响此外由于有效的探针形状特征取

,AFM。,

决于控制参数因此探针和样品表面之间距离的控制方法也会造成成像误差探针

,AFMAFM。AFM

的规格通常使用探针半径及其半锥角来表示说明然而实际的探针往往不能被如此简单地描述因

。,。

此需要一种对探针柄形状的定量描述本文件描述了两种用于确定探针柄形状的具体方法探针轮廓

。:

投影和有效探针形状特征

(projectionoftheprobeprofile,PPP)(effectiveprobeshape

这两种方法都是将探针形状信息投影到指定平面上并且考虑了探针控制方法

characteristic,EPSC)。,

与参数等的影响给出了探针柄的连续轮廓而给出了探针柄轮廓的数个离散特征点

。PPP,EPSC。

结合探针形状特征测量评价出用于常规成像探针质量而进行

PPP(probeshapecharacteristic,PSC),;

狭窄沟槽等类似轮廓结构的深度测量时可以反映探针的有效性通过本文件方法获得的探针

,EPSC。

柄轮廓可以建立精确的探针真实形状结构模型进而对基于该探针测量得到图像进行估算复原获得

,,,

测量表面的真实形状本文件提供了定量测定探针柄形状的方法从而可以确定所用探针是否

。AFM,

适用于特定狭窄沟槽和类似轮廓结构测量并确保成像的可复现性

,AFM。

Ⅳ

GB/T45770—2025/ISO130952014

:

表面化学分析原子力显微术

用于纳米结构测量的原子力显微镜

探针柄轮廓原位表征程序

1范围

本文件规定了用于表征探针形状特别是柄和近尖端轮廓的两种方法这两种方法分别通

AFM,。

过将探针尖轮廓投影到指定平面上或者在确定的操作条件下将探针柄的特征投影到该平面上

AFM,

来实现其中后一种方法可以给出探针用于狭窄沟槽和类似轮廓结构的深度测量时的有效性本文

。,。

件适用于半径大于u的探针其中u是用于表征探针的参考样品脊形结构宽度的不确定度

50,0。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

表面化学分析词汇第部分扫描探针显微术术语

ISO18115-22:(Surfacechemical

analysis—Vocabulary—Part2:Termsusedinscanning-probemicroscopy)

注表面化学分析词汇第部分扫描探针显微术术语

:GB/T22461.2—20232:(ISO18115-2:2021,MOD)

纳米科技术语第部分纳米结构材料

ISO/TS80004-44:(Nanotechnologies—Vocabulary—

Part4:Nanostructuredmaterials)

注纳米科技术语第部分纳米结构材料

:GB/T30544.4—20194:(ISO/TS80004-4:2011,IDT)

3术语和定义

和界定的以及下列术语和定义适用于本文件

ISO18115-2ISO/TS80004-4。

注为方便起见在此转述部分术语和定义

:,。

31

.

探针纵横比aspectratiooftheprobe

探针某一位置处的轮廓长度与该位置处的轮廓宽度的比率

。

32

.

偏转灵敏度deflectionsensitivity

在接触模式下将悬臂光学位移检测系统输出转换为探针尖位移的比例因子

,AFM。

33

.

误差信号errorsignal

反馈控制系统信号其幅值和正负用于校正和或校准控制元件和受控元件以及它们之间的位置

,/,。

34

.

有效探针形状特征effectiveprobeshapecharacteristicEPSC

;

给定探针的探针轮廓宽度和探针轮廓长度之间的关系反映了真实探针形状的影响所用模

,,AFM

式中反馈控制方法以及其他成像方法投影到指定平面上造成的误差

AFM。

1