布魯克臺階儀的日常操作步驟核心是**“樣品準備→設備初始化→參數設置→掃描測量→數據處理”**,流程標準化且需嚴格遵循操作規范,以確保測量精度。
掌握日常操作步驟能大幅提升使用效率,避免因操作失誤導致數據偏差。以下是基于常規型號(如Dektak系列)的標準操作流程,不同型號細節可能略有差異,需結合設備說明書調整。
1.樣品準備(操作前關鍵步驟)
確保樣品符合測量要求,減少外界干擾。
清潔樣品表面:用無塵布或專用清潔劑(如異丙醇)擦拭樣品表面,去除灰塵、油污等雜質,避免影響探頭接觸與掃描結果。
固定樣品:將樣品平穩放置在載物臺上,根據樣品尺寸使用夾具或膠帶固定,防止掃描過程中樣品移位(若樣品為薄片或柔性材質,需確保完全貼合載物臺)。
檢查樣品狀態:確認樣品無明顯破損、凸起或尖銳邊緣,避免劃傷探頭;若測量“臺階”結構,需明確臺階位置,大致規劃掃描區域。
2.設備初始化與軟件啟動
完成設備與軟件的基礎準備,確保系統正常運行。
啟動硬件:依次打開臺階儀主機電源、電腦電源,等待設備自檢(通常需2-5分鐘,指示燈顯示“就緒”狀態即可)。
啟動控制軟件:打開布魯克專用控制軟件(如DektakControl),軟件會自動連接設備,若提示“連接失敗”,需檢查主機與電腦的數據線是否插緊,或重啟設備重新連接。
探頭校準(每日首次使用必做):在軟件中選擇“探頭校準”功能,按照提示完成“零點校準”(將探頭降至校準塊基準面,確認高度讀數為0)和“力校準”(設置探頭接觸力,確保符合測量需求,如常規樣品選1-5mg力)。
3.測量參數設置(核心環節,需精準匹配需求)
根據測量目標設置關鍵參數,直接影響數據準確性。
選擇掃描模式:在軟件中選擇“線掃描”(常規臺階測量)或“面掃描”(大面積形貌測量),日常臺階測量優先選“線掃描”。
設置掃描參數:
掃描長度:根據臺階尺寸設置,如測量10μm臺階,掃描長度可設為20-50μm(需覆蓋臺階前后平整區域,便于計算高度差)。
掃描速度:常規選擇1-5μm/s,樣品表面粗糙或臺階陡峭時,降低速度(如0.5μm/s)以提升精度。
數據點密度:設置每毫米采集的數據點數(如1000點/mm),點數越多數據越精細,但掃描時間更長,日常測量選默認中等密度即可。
定位掃描區域:通過軟件中的“載物臺控制”功能,手動調節X/Y軸移動載物臺,將探頭移動至樣品待掃描區域上方;也可通過軟件預覽窗口觀察,確保掃描路徑覆蓋目標臺階。
4.掃描測量與過程監控
啟動掃描并實時觀察,及時處理異常情況。
啟動掃描:確認參數設置無誤后,點擊軟件“開始掃描”按鈕,探頭會自動下降至樣品表面,按設定路徑開始掃描。
實時監控:掃描過程中,軟件會實時顯示高度曲線(Y軸為高度,X軸為掃描距離),觀察曲線是否平滑,若出現突然跳變(如高度驟升驟降),可能是探頭碰到雜質或樣品移位,需立即點擊“停止掃描”,檢查后重新測量。
完成掃描:掃描結束后,探頭會自動回升至初始位置,軟件提示“測量完成”,此時可保存原始數據(建議按“樣品名稱+日期”命名,便于后續查找)。
5.數據處理與結果導出
提取關鍵信息,生成可使用的測量報告。
分析臺階高度:在軟件“數據分析”模塊中,選擇“臺階高度計算”功能,手動或自動框選臺階前后的平整區域,軟件會自動計算臺階高度(高度差=臺階上方平整區平均高度-下方平整區平均高度)。
查看其他參數:若需分析表面粗糙度(Ra/Rq),可選擇“粗糙度分析”,軟件會根據掃描數據計算對應參數。
導出結果:將分析后的高度數據、曲線圖像、粗糙度參數等導出為Excel表格或圖片格式(如PNG/JPG),用于報告撰寫或數據存檔。
設備收尾:關閉軟件,依次關閉電腦、臺階儀主機電源,清潔載物臺與探頭(用專用鏡頭紙輕輕擦拭探頭表面),整理實驗臺面。