一、 设备名称：探针式轮廓仪

规格型号：英国布鲁克 DektaXT

二、各项具体技术参数：

测量重复性：5 Å，1σ（10000 Å标准台阶）

最大扫描速度：55mm，用于测量弯曲度和波度。

样品尺寸台：3.6英寸

3.数据采样点：可达120000/扫描

标准垂直测量范围：1mm

三、工作原理：

探针式轮廓仪可用于测量表面轮廓、台阶及膜厚。如图1所示，当探针式轮廓仪（台阶仪）的探针在被测的物体表面轻轻滑过时，被接触的物体表面微小的峰谷就会让触针在进行滑行的同时也做一些上下运动，因此表面轮廓的情况在一定程度上就被触针的运动情况所体现出来。

表1 台阶仪工作原理

传感器输出的电信号经测量电桥后，输出与触针偏离平衡位置的位移成正比的调幅信号。经放大与相敏整流后，可将位移信号从调幅信号中解调出来，得到放大了的与触针位移成正比的缓慢变化信号。再经噪音滤波器、波度滤波器进一步滤去调制频率与外界干扰信号以及波度等因素对粗糙度测量的影响。

四、应用领域

1、材料科学与工程：

在材料科学与工程领域，包括高分子材料、金属材料、非金属材料、纳米材料、新能源材料及器件、半导体材料等领域中有广泛应用，主要用于测试物品或材料表面轮廓、台阶及膜厚。

2、半导体工业：

太阳能薄膜材料、半导体硅片、微电子器件、薄膜化学涂层、平板显示器等研究领域。

五、可开展实验项目

1、磁控溅射法制备ITO薄膜及其性能表征实验

2、电子束和蒸镀制备过渡金属氧化物薄膜及其表征

3、透明导电薄膜的制备及性能测试

六、可培训技能

1、材料台阶、膜厚测试

七、具体操作规程

1、开机：

开机顺序依次为：打开电脑→打开设备电源开关→打开红色旋钮下方开关连接EPO→打开测试软件→点OK

2、Standard Scan模式测试步骤

（1）将测试样品房测试台正中间，注意不要碰到上方探针，关闭保护罩；

（2）在软件界面右边样品台控制区移动、旋转样品台，使样品刚好位于探针正下方，以保证后续测试时探针降到到待测样品上。

（3）调整移动样品台，确定扫描起始位置。

（4）设置扫描参数：Measurement Setup→确定Scan Type为Standard Scan，length一般为500 μm→rang（6.5 μm）、Duration（10 s）、Stylus Force（3 mg）一般为默认值，Stylus Force可调但一般不超过 5mg→Stylus type中Radius选择2 μm→Profile一般选择第1个通用模式→Auto Loop可设置重复扫描次数，默认为1次。

（5）参数是在无误后点Measurement，开始测试。

（6）测试结束点击最上方Analyze，进入数据分析界面：

①移动界面R、M，调整覆盖区域并处于合适位置数据拉平处理：在Analyze中terms Removal(F-Operate)这一步操作，点击右边选第一个two point命令。

②移动R、M到不同高度位置，查看高度差，获取膜厚数据。

③根据需要，点击图中Convert To 3D Map，可将二维测试结果转为3D图像。

④点击Save，对测试结果进行保存；也可点击右键，选Export Data，导出Excel文件数据。

2、Map Scan模式测试步骤

与Standard Scan模式测试步骤大致相同，不同之处在于：（1）Scan Type选，在3D map中设置参数，（2）在3D Filter 中点击Remove Tilt进行拉平处理。

3、关机：

关测试软件→关红色旋钮下方开关→关设备电源开关→关电脑

八、安全注意事项

1、必须按顺序开机和关机。

2、放置样品是不能碰到上方探针。

3、设置参数时Stylus type中Radius选择2 μm。

4、探针对样品压力不应过大，一般为2-5 mg，系统默认3 mg，不做修改。

5、对数据进行拉平处理，需在Analyze中terms Removal(F-Operate)这一步操作。

6、换探针后需对探针进行力的自校准：打开软件，点击Stylus Force Calibration，点击Auto Calibrate等待自动校准完成。