====== Лабораторная работа «Основы работы на сканирующем зондовом микроскопе» ======

Работа посвящена освоению базовых принципов работы на современном сканирующем зондовом микроскопе (СЗМ). Работа состоит из трех частей:
  - [[#Теоретическая  часть]]
  - [[#Практическая часть]]
  - [[#Обработка результатов]]

Для обучения используется СЗМ модели «ФемтоСкан» (НПП Центр перспективных технологий), программное обеспечение «ФемтоСкан Онлайн», офисный пакет (OpenOffice.org или Microsoft Office)

===== Теоретическая часть =====

Студенты знакомятся с устройством микроскопа, основными компонентами, принципом функционирования обратной связи. Доступ к обучающим материалам предоставляется через специализированный веб-сайт (distant.phys.msu.ru)

==== Устройство сканирующего зондового микроскопа ====

  * [[wpru>Сканирующий атомно-силовой микроскоп]]
  * [[http://www.ntmdt.ru/spm-principles/view/afm|Устройство АСМ]]

==== Понятие обратной связи ====

  * [[wpru>Обратная связь (техника)]]

==== ПИ-регулятор ====

  * [[wpru>ПИД-регулятор]]
  * [[wp>PID_controller]]

==== Эмпирический метод Циглера-Никольса настройки ПИ-регулятора ====

[[http://iprog.pp.ru/forum/read.php?f=1&i=43232&t=43225#reply_43232|о методе Циглера-Никольса]]

==== Кривые зависимости силы от расстояния ====

  * http://www.ntmdt.ru/spm-principles/view/force-distance-curves
  * http://www.mechmat.caltech.edu/~kaushik/park/1-6-2.htm

<del>Эволюция систем управления зондовыми микроскопами

Управление прибором в удаленном режиме – особенности, преимущества, недостатки</del>

===== Практическая часть =====

Состоит из двух заданий

  - [[#Настройка параметров обратной связи]]. Доступ к установке осуществляется через Интернет посредством:

    * веб-браузера, 
    * программы ФемтоСкан Олайн.

Студенты должны подобрать звенья цепи обратной связи для оптимального отклика системы на возмущение.

  - [[#Сканирование образца]]. Доступ к установке осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения.

Студенты должны получить изображения образцов для последующей обработки.

====   Настройка параметров обратной связи ====

=== Задание ===

  - На сайте www.nanoscopy.org в разделе Scan Online произвести поочередную настройку интегрального и пропорционального звеньев, устанавливая одно из звеньев в 0 и варьируя второе от 0 до 10 с шагом 0.5, от 10 до появления генерации с шагом 5. Зафиксировать значения, при которых возникает генерация. 
  - Подобрать пару значений интегрального и пропорционального звеньев, при которых оптимально отслеживается тестовый профиль.

=== Отчетные материалы ===

Скриншоты браузера с указанием значений звеньев.

=== Задание ===

В программе «ФемтоСкан Онлайн» (см. руководство программы) произвести настройку пропорционального и интегрального звеньев:
  - Подключиться к серверу atc-srv1 (212.192.230.66) (стр. 23 руководства)
  - Запустить процесс «Модуляция Z» (стр. 30, 35 руководства)
  - Подобрать пропорциональное и интегральное звенья по методу Циглера-Никольса для ПИ регулятора (частота дискретизации 15 КГц)

=== Отчетные материалы ===

Файлы с кривыми модуляции, полученными в процессе работы.

==== Сканирование образца ====
=== Задание ===


  - Подключиться к серверу (адрес узнать у преподавателя)
  - Произвести первоначальный подвод (при необходимости)
  - Осуществить калибровку по кривой подвода-отвода F(Z)
  - Получить изображения образца с разным разрешением.
    - Изображение максимального поля сканирования
    - Изображения 4-х квадрантов максимального поля:
 
{{:image001.gif|}}

=== Отчетные материалы ===

Файлы с полученными изображениями

===== Обработка результатов =====

Обработка результатов производится в специализированном программном обеспечении "ФемтоСкан Олайн". Результаты сканирования обрабатываются, анализируются, подготавливается отчет.

Отчет включает:
  - Скриншоты веб-браузера
  - Файлы с данными снятых кривых
  - Файлы с данными сканированной поверхности
  - Гистограммы распределения объектов по длине, ширине, высоте(глубине)

//Отчетные материалы предоставляются в виде файла-презентации на электронную почту или через веб-интерфейс.//