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影像=真實表面嗎？ 藉由原子力顯微鏡雜訊來判斷樣品表面問題
2018-12-04
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你肯定了解利用原子力顯微鏡AFM可以獲得表面微細特徵，探究各式材料精細結構。
原子力顯微鏡(AFM)具備良好的XY橫向解析度及精準的Z軸方向解析度，在條件許可下，最佳解析度甚至可以看到原子尺度，若是搭配電子顯微鏡(SEM)及成份分析系統，無疑是材料領域最基礎的分析工具。
「見山是山，見山不是山，見山又是山。」這句話套用在AFM上面，是個不錯的解釋，究竟真正掃到的影像是不是等於原來真實的形貌？
圖片說明：這是一個標準片產生雜訊的簡單例子。而在樣分析上，因為結構細小，有時候常常會將一點點的雜訊誤認為原始結構。
我們直接進入重點，來看看學妹所提供的撞鬼影像：
圖片說明：左圖為原始影像，可以明顯看出有一step。右圖利用英文字母分別說明。
依據學妹說法，她單純的想了解黃A與黃B兩大區的step差異。
首先，想想我的老闆看到這張影像，他的臉應該會先微微的扭曲，然後口氣開始加重，接著就@#%$，(是不是大家的老闆們都這樣呢？？)
別擔心，我們先吸一口氣！！ 如果你像小編一樣心臟強壯的話，可以試試這麼說(大誤)：
這張圖，其實主要想說明樣品上可能發生的問題。
A：這裡有一個規律的三角波訊號，猜測可能是探針與樣品之間有一些奇怪的作用力，比如是樣品製程異常或是保存過程中污染，亦有可能是這支探針也有些狀況在。
B：(這是比較常見的訊號！)可能是由樣品突然凸起，比如髒污或粒子，亦有可能是外來的振動所造成的跳針等等。
C：結合A與B的狀況，在step處，可以看到有一個疑似明顯較為突起的形貌。
D：step處突起的異物所造成訊號回饋不足所造成的，此處的白點大略都可視為雜訊。
E：字母E的下方，疑似有一顆較為巨大的顆粒，造成探針不穩定所造成該區的雜訊。
F：這裡的回饋訊號突然過大，可以試著把參數調整或搭配相位影像一起觀測，猜測此區有一些製程上的異常或殘留物。
大致上到這裡，可以跟老闆報告說此次的製程或樣品製備或保存的手法可能不好，需要什麼什麼資源才能得到什麼結果，藉此大撈一筆(誤？)
再進一步討論幾個點(如果老闆很有研究精神的話)：
G：這裡看起來可能還有較小的粒子，可以試著zoom in確認再秀給老闆看。
h：這個看起來是成膜的顆粒，一樣可以zoom in去看一下狀況，確認成膜時品質是否達到老闆想要的條件。
H：比較像是雜訊所造成，不過G, h, H的解析度此次不是很足，如果老闆真的很想知道的話，可以zoom in補足資訊。
小結：
由這些字母組成可以解答學妹的這個樣品看起來不是那麼的乾淨，針對AFM的量測當然越是乾淨的樣品會越適合量測，雖然利用字母區可以短暫的說明該樣品的狀況，但是還是要完整的掃一張漂亮的影像才是適當的作法。
小編不負責小撇步：其實把黃色AB字母那區截圖或調整長寬比例掃這區就可以完成任務了，前提下是要老闆或客戶不介意小小的一張AFM影像。
最後小編留下兩個問題跟大家討論：
D字母右上方及F區上面的白色突起物是雜訊還是實際影像呢？歡迎分享你的答案在臉書專頁 https://pse.is/CWFDU，可以告訴小編你的答案或跟大家一起討論。
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你肯定了解利用原子力顯微鏡AFM可以獲得表面微細特徵，探究各式材料精細結構。
那你知道，如何判斷該影像究竟是微細結構或是雜訊呢？
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原子力顯微鏡(AFM)具備良好的XY橫向解析度及精準的Z軸方向解析度，在條件許可下，最佳解析度甚至可以看到原子尺度，若是搭配電子顯微鏡(SEM)及成份分析系統，無疑是材料領域最基礎的分析工具。
「見山是山，見山不是山，見山又是山。」這句話套用在AFM上面，是個不錯的解釋，究竟真正掃到的影像是不是等於原來真實的形貌？
圖片說明：這是一個標準片產生雜訊的簡單例子。而在樣分析上，因為結構細小，有時候常常會將一點點的雜訊誤認為原始結構。
我們直接進入重點，來看看學妹所提供的撞鬼影像：
圖片說明：左圖為原始影像，可以明顯看出有一step。右圖利用英文字母分別說明。
依據學妹說法，她單純的想了解黃A與黃B兩大區的step差異。
首先，想想我的老闆看到這張影像，他的臉應該會先微微的扭曲，然後口氣開始加重，接著就@#%$，(是不是大家的老闆們都這樣呢？？)
別擔心，我們先吸一口氣！！ 如果你像小編一樣心臟強壯的話，可以試試這麼說(大誤)：
這張圖，其實主要想說明樣品上可能發生的問題。
A：這裡有一個規律的三角波訊號，猜測可能是探針與樣品之間有一些奇怪的作用力，比如是樣品製程異常或是保存過程中污染，亦有可能是這支探針也有些狀況在。
B：(這是比較常見的訊號！)可能是由樣品突然凸起，比如髒污或粒子，亦有可能是外來的振動所造成的跳針等等。
C：結合A與B的狀況，在step處，可以看到有一個疑似明顯較為突起的形貌。
D：step處突起的異物所造成訊號回饋不足所造成的，此處的白點大略都可視為雜訊。
E：字母E的下方，疑似有一顆較為巨大的顆粒，造成探針不穩定所造成該區的雜訊。
F：這裡的回饋訊號突然過大，可以試著把參數調整或搭配相位影像一起觀測，猜測此區有一些製程上的異常或殘留物。
大致上到這裡，可以跟老闆報告說此次的製程或樣品製備或保存的手法可能不好，需要什麼什麼資源才能得到什麼結果，藉此大撈一筆(誤？)
再進一步討論幾個點(如果老闆很有研究精神的話)：
G：這裡看起來可能還有較小的粒子，可以試著zoom in確認再秀給老闆看。
h：這個看起來是成膜的顆粒，一樣可以zoom in去看一下狀況，確認成膜時品質是否達到老闆想要的條件。
H：比較像是雜訊所造成，不過G, h, H的解析度此次不是很足，如果老闆真的很想知道的話，可以zoom in補足資訊。
小結：
由這些字母組成可以解答學妹的這個樣品看起來不是那麼的乾淨，針對AFM的量測當然越是乾淨的樣品會越適合量測，雖然利用字母區可以短暫的說明該樣品的狀況，但是還是要完整的掃一張漂亮的影像才是適當的作法。
小編不負責小撇步：其實把黃色AB字母那區截圖或調整長寬比例掃這區就可以完成任務了，前提下是要老闆或客戶不介意小小的一張AFM影像。
最後小編留下兩個問題跟大家討論：
D字母右上方及F區上面的白色突起物是雜訊還是實際影像呢？歡迎分享你的答案在臉書專頁 https://pse.is/CWFDU，可以告訴小編你的答案或跟大家一起討論。
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只需要搭配SPIP，檢測儀器自動化分析
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