
x Dimension 3100 Manual Rev. D
15.4 Installation of the Electronics Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
15.4.1 Phase Extender Module. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
15.4.2 Quadrex Extender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
15.4.3 NanoScope IV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
15.5 Software Setup Configuration (Phase, Quadrex or NSIV) . . . . . . . . . 269
15.6 Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
15.6.1 MFM Image Verification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
15.6.2 Saturation in Amplitude Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
15.6.3 Optical Interference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Chapter 16 Electric Techniques 271
16.1 Electric Techniques Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
16.1.1 Electric Force Microscopy Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
16.1.2 Surface Potential Imaging Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
16.2 Electric Force Microscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
16.2.1 Electric Force Microscopy Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
16.2.2 Electric Force Microscopy Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
16.2.3 Electric Force Microscopy Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
16.2.4 Phase Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
16.2.5 Frequency Modulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
16.2.6 Amplitude Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
16.3 EFM Troubleshooting/Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
16.3.1 Use Low Setpoint When Tapping in Electric Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
16.3.2 Verify Electric Field at Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
16.3.3 Fine Tune Lift Scan Height . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
16.3.4 Fine Tune Interleave Drive Amplitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
16.3.5 Optimize Tune in Vicinity of Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
16.3.6 Optimize Tune in Interleave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
16.3.7 If Voltage is Needed, Use Analog 2 When Possible . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
16.3.8 Try Uncoated Si Tip. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
16.4 Surface Potential Detection Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
16.5 Surface Potential Detection Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
16.5.1 Applying Voltage to the Sample Directly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
16.6 Surface Potential Imaging Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
16.6.1 Troubleshooting the Surface Potential Feedback Loop. . . . . . . . . . . . . . . 304
Chapter 17 Calibration 305
17.1 SPM Calibration Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
17.1.1 Theory Behind Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
17.1.2 Calibration References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
17.2 Calibration Setup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
17.2.1 Check Scanner Parameter Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
17.2.2 Align Calibration Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
17.2.3 Set Realtime Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
17.2.4 Set Up Contact AFM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
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