АДАПТИВНЫЙ СКАНИРУЮЩИЙ ЗОНДОВЫЙ МИКРОСКОП

1. Сканирующий зондовый микроскоп, содержащий:
зонд, способный к механической реакции на приводное усилие,
генератор сигнала для выработки приводного сигнала, подаваемого на актуатор, генерирующий приводное усилие, при этом приводной сигнал выбран таким, чтобы обеспечить, посредством актуатора, повторяющееся перемещение зонда актуатором к образцу и от него;
детекторную систему, выполненную с возможностью вырабатывать сигнал высоты, соответствующий разности хода между световым пучком, отраженным от зонда, и пучком, задающим референтную высоту;
аппарат для формирования изображения, способный использовать сигнал высоты для формирования изображения образца, и
аппарат для обработки сигнала, способный осуществлять мониторинг зонда при приближении зонда к образцу и детектировать положение поверхности как положение, в котором зонд взаимодействует с образцом, при этом аппарат для обработки сигнала, в качестве реакции на детектирование положения поверхности, инициирует модифицирование приводного сигнала генератором сигнала.
2. Зондовый микроскоп по п.1, в котором аппарат для обработки сигнала выполнен с возможностью осуществлять мониторинг сигнала высоты при приближении зонда к образцу и детектировать положение поверхности, при котором зонд взаимодействует с образцом.
3. Зондовый микроскоп по п.1, в котором пучком, задающим референтную высоту, является пучок, отраженный от референтной точки, связанной известным образом с положением образца.
4. Зондовый микроскоп по п.1, в котором генератор сигнала предназначен для придания зонду осциллирующего движения, при этом генератор сигнала является генератором сигналов специальной формы, а приводной сигнал выбран таким, чтобы обеспечить циклическое приводное усилие, обеспечивающее движение зонда к поверхности и от нее.
5. Зондовый микроскоп по п.1, в котором детекторная система содержит интерферометр.
6. Зондовый микроскоп по п.1, в котором аппарат для обработки сигнала выполнен с возможностью осуществлять мониторинг скорости изменения позиционного сигнала и вырабатывать индикатор положения поверхности по позиционному сигналу, полученному в момент времени, в который скорость изменения позиционного сигнала ниже заданного порогового уровня в течение заданного временного интервала.
7. Зондовый микроскоп по п.1, в котором в зонде использованы два материала, обладающие различным тепловым расширением, а актуатором является источник освещения.
8. Зондовый микроскоп по п.1, в котором аппарат для обработки сигнала выполнен с возможностью детектировать изменение амплитуды осцилляции зонда и настраивать расстояние между зондом и образцом для удерживания амплитуды у ее желательного значения.
9. Зондовый микроскоп по п.1, в котором приводной сигнал выбран обеспечивающим циклическое перемещение зонда актуатором к образцу и от него в пределах от положения полного отведения до положения у поверхности, а аппарат для обработки сигнала выполнен с возможностью настраивать расстояние между зондом и образцом для поддержания желательного значения расстояния между положением у поверхности и положением полного отведения.
10. Зондовый микроскоп по п.1, дополнительно содержащий:
второй генератор сигнала для выработки второго приводного сигнала, подаваемого на указанный актуатор или на второй актуатор, причем второй приводной сигнал выбран таким, чтобы обеспечить, посредством указанного актуатора или второго актуатора, возбуждение одного или более типов вспомогательных осцилляции зонда,
при этом аппарат для обработки сигнала содержит детектор взаимодействия с поверхностью, способный генерировать сигнал взаимодействия, являющийся индикатором амплитуды, фазы или частоты вспомогательных осцилляции зонда, и детектировать положение поверхности путем мониторинга сигнала взаимодействия при приближении зонда к образцу.
11. Зондовый микроскоп по п.1, в котором приводной сигнал включает серию импульсов, каждому из которых придана асимметрия, обеспечивающая, при перемещении зонда посредством актуатора, меньшую скорость при движении зонда к образцу, чем при отведении от образца.
12. Зондовый микроскоп по п.1, в котором изображение образца содержит множество пикселей, каждый из которых определяется в соответствии с движением зонда в единственном цикле его движения к образцу и от него.
13. Зондовый микроскоп по любому из предыдущих пунктов, в котором изображение образца содержит множество пикселей, каждый из которых определяется в зависимости от движения зонда в единственном цикле его движения к образцу и от него.
14. Способ формирования изображения образца, включающий следующие шаги:
(a) генерируют приводной сигнал, посредством которого приводят зонд в повторяющееся движение к образцу и от него;
(b) измеряют сигнал высоты, соответствующий разности хода между световым пучком, отраженным от зонда, и пучком, задающим референтную высоту;
(c) используют сигнал высоты для формирования изображения образца;
(d) осуществляют мониторинг зонда при приближении зонда к образцу для получения индикатора положения поверхности как положения, в котором зонд взаимодействует с образцом, и
(e) регулируют приводной сигнал в качестве отклика на индикатор положения поверхности.
15. Способ по п.14, в котором мониторинг зонда на шаге (d) осуществляют путем мониторинга сигнала высоты.
16. Способ по п.14, в котором осуществляют перенастройку приводного сигнала таким образом, чтобы обеспечить отведение зонда от образца.
17. Способ по п.14, дополнительно включающий шаг коррелирования сигнала высоты с положением зонда в поперечном направлении для формирования изображения образца.
18. Способ по любому из пп.14-17, дополнительно включающий генерирование второго приводного сигнала, который используют для возбуждения одного или более типов вспомогательных осцилляции зонда, причем шаг (d) включает генерирование сигнала взаимодействия, являющийся индикатором амплитуды, фазы или частоты вспомогательных осцилляции зонда, и мониторинг сигнала взаимодействия при приближении зонда к образцу с целью детектировать положение указанной поверхности.