Réponse fréquentielle des montages KFM

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Compensation de Crosstalk KFM

Dans de nombreux montages KFM, la précision de la mesure du potentiel de surface souffre d’un couplage capacitif entre le signal d’excitation électrostatique et la sortie du photodétecteur qui mesure l’oscillation de la sonde. Notamment les systèmes avec une boucle d’autoexcitation de la résonance fondamentale pour l’imagerie topographique sont concernés car une correction par soustraction d’une constante après démodulation du signal n’est pas réalisable.

Le couplage se manifeste par des courbes d’excitation électrostatique qui ne sont pas à l’échelle du désaccord (VDC – CPD) mais qui subissent en plus un changement de phase.

 

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Diagramme vectoriel dans la plan complexe

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Cette évolution des spectres se comprend facilement à l’aide d’un diagramme vectoriel dans le plan complexe: Le term associé au crosstalk est constant alors que le terme d’excitation électrostatique est proportionnel à (VDC – CPD). La somme n’est pas à l’échelle du desaccord mais change progressivement sa phase.

 

Compensation active et à l’extérieur de l’ultravide

Pour remédier à ce problème, nous avons construit un circuit qui contient une chaîne déphaseur, un amplificateur et un additionneur, permettant de générer à partir du signal d’excitatin électrostatique un signal équivalent au crosstalk qui intervient dans le microscope, et de le soustraire du signal du photodétecteur avant démodulation.

 

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Le circuit de compensation se trouve à l’extérieur de l’ultravide. Il est construit autour de 5 amplis OP à haute produit (gain * bande passante).

 

 

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Après soustraction du crosstalk, les courbes de résonance electrostatiquement excitées sont parfaitement à l’échelle du désaccord (VDC – CPD).

 

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