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Chapter 5
Stage System 69
5.1 Mounting of Samples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.1.1 Vacuum Chucks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.1.2 Magnetic Pucks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.1.3 Axis Orientation Motorized X-Y Stages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5.2 Stage Menu Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
5.2.5
5.2.6
5.2.7
5.2.8
Chapter 6
Load New Sample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Locate Tip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Focus Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Move To (X,Y) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Set Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Programmed Move . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Initialize . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
SPM Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Cantilever Preparation
87
6.1 Silicon Cantilever Substrates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
6.1.1 Wafer Tool Kit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
6.1.2 Cantilever Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
6.1.3 Tip Shape of Etched Silicon Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
6.2 Silicon Nitride Cantilever Substrates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.2.1 Tip Shape of Silicon Nitride Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Chapter 7
Head, Probe, & Sample Preparation
99
7.1 System Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.1.1 Mouse versus Trackball . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.1.2 Motor Interlock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.1.3 Laser Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
7.2 Basic AFM Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
7.2.1 Select the Microscope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
7.2.2 Select Mode of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
7.2.3 Prepare the Cantilever Holder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
7.2.4 Load the Cantilever Holder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
7.2.5 Remove the Dimension SPM Head . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
7.2.6 Install the Cantilever Holder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
7.2.7 Replace the Dimension SPM Head . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
7.2.8 Connect the Dimension Head . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
7.2.9 Align Laser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
7.2.10 Adjust Photodetector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
7.2.11 Locate Tip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
7.2.12 Load the Sample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
7.2.13 Focus Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
7.2.14 Cantilever Tune (TappingMode only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
7.2.15 Set Initial Scan Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
7.2.16 Engage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
7.2.17 Withdraw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Rev. D
Dimension 3100 Manual
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