فاصله بین قله ها یا دره ها

بسیاری از ماژول های پردازش داده های Gwyddion نمودار را به عنوان یک خروجی تولید می کنند. نمودارها را می توان به پرونده های متنی صادر کرد یا توسط چندین ماژول پردازش نمودار در Gwyddion مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. این ماژول ها را می توان در منوی نمودار در پنجره اصلی Gwyddion یافت. توجه داشته باشید که تعداد ماژول های نمودار اکنون کاملاً محدود است و از ماژول های اساسی برای انجام کارهایی که در تجزیه و تحلیل داده های SPM بسیار مکرر هستند تشکیل شده است. برای ابزارهای تحلیلی بیشتر می توانید از برنامه پردازش نمودار مورد علاقه خود استفاده کنید.

در این بخش ماژول های نمودار موجود در Gwyddion به طور خلاصه ارائه شده است.

Basic Operations

اول از همه توابع بزرگنمایی و خواندن داده به طور مستقیم در پنجره نمودار موجود است:

• محورهای لگاریتمی - محورهای افقی و عمودی را می توان با استفاده از دکمه های LogScale بین خطی و لگاریتمی تغییر داد. جابجایی به مقیاس لگاریتمی فقط برای مقادیر مثبت (یا در Abscissa یا Ordinate) امکان پذیر است.
• بزرگنمایی و بزرگنمایی - پس از انتخاب بزرگنمایی به سادگی منطقه ای را که باید توسط موش بزرگنمایی شود ، بکشید. بزرگنمایی حالت را که در آن می توان تمام داده ها را بازیابی کرد ، بازیابی می کند.
• اندازه گیری مسافت - کاربر را قادر می سازد چندین نقطه را در نمودار انتخاب کند و مسافت و زوایای آنها را بین آنها نشان می دهد.

تلنگر نمودار

نمودار تلنگر نمودار را به صورت عمودی می چرخاند. به عبارت دیگر ، مرتبه معکوس می شود ، در حالی که آبسه دست نخورده نگه داشته می شود. توابع مستقیم داده های منحنی را تغییر می دهد. این فقط ارائه را تغییر نمی دهد.

معکوس نمودار

نمودار معکوس نمودار را به صورت افقی می چرخاند. به عبارت دیگر ، abscissa معکوس می شود ، در حالی که ترتیب دست نخورده نگه داشته می شود. توابع مستقیم داده های منحنی را تغییر می دهد. این فقط ارائه را تغییر نمی دهد.

Graph Cut

Graph Cut یک ماژول بسیار ساده است که منحنی های نمودار را به محدوده انتخاب شده (یا با توجه به عددی یا روی نمودار با ماوس) برش می دهد و یک نمودار جدید ایجاد می کند. در صورت برش همه منحنی ها ، تمام منحنی ها بریده شده و به نمودار جدید قرار می گیرند. در غیر این صورت فقط یک منحنی انتخاب شده.

Graph Level

سطح نمودار همچنین یک ماژول ساده است که در حال حاضر تناسب خطی از هر منحنی نمودار را انجام می دهد و عملکردهای خطی متناسب را از آنها کم می کند.

Graph Align

نمودار نمودار منحنی نمودارها را به صورت افقی تغییر می دهد تا همبستگی های متقابل آنها را به حداکثر برساند ، یعنی ویژگی های مشترک در منحنی ها. این به ویژه برای مقایسه پروفایل های گرفته شده در مکان های مختلف مفید است.

تبدیل ورود به سیستم

کنترل پنجره های نمودار امکان جابجایی بین محورهای خطی و لگاریتمی را فراهم می کند. با این حال ، برای تناسب وابستگی های مانند قانون قانون ، اغلب با گرفتن لگاریتم های مقادیر ، تغییر جسمی داده ها مفید است. عملکرد نمودار تبدیل Logscale چنین تحول را انجام می دهد. شما می توانید کدام محور را برای تبدیل (x ، y یا هر دو) انتخاب کنید ، در صورت بروز و پایه لگاریتم با مقادیر غیر مثبت چه باید کرد. سپس یک نمودار جدید ایجاد می شود که تمام منحنی ها در صورت درخواست تبدیل می شوند.

Exporting Graph Curves

داده های منحنی نمودار را می توان با استفاده از متن صادرات به پرونده های متنی صادر کرد. گفتگوی صادراتی امکان انتخاب چندین سبک سبک را فراهم می کند که ممکن است نرم افزار خاص دیگر خواندن آن آسان تر باشد. گزینه ها برچسب های صادراتی ، واحدهای صادراتی و ابرداده صادراتی به اضافه کردن خطوط اطلاع رسانی قبل از داده های واقعی اجازه می دهد. این می تواند برای یادآوری آنچه پرونده در آن وجود دارد بسیار مفید باشد ، اما ممکن است هنگام خواندن پرونده در سایر نرم افزارها باعث ایجاد مشکلاتی شود.

گزینه Posix Number Format ، فرمت شماره علمی قابل خواندن دستگاه را با نقطه اعشاری اجرا می کند. در غیر این صورت مقادیر مطابق با تنظیمات محلی نوشته می شوند (ممکن است نرم افزار به سبک اداری چنین باشد ؛ نرم افزار علمی به طور کلی اینگونه نیست).

گزینه مهم دیگر که بر ساختار کل پرونده تأثیر می گذارد ، Abscissa ادغام شده است. به طور پیش فرض منحنی های فردی به صورت متوالی به پرونده نوشته می شوند ، که توسط خطوط خالی از هم جدا شده اند. هنگامی که این کادر فعال شده فعال شود ، Export Curve یک جدول چند ستونی را با داده های تمام منحنی ها و یک Abscissa در ستون اول می نویسد. اگر منحنی ها به طور یکسان نمونه برداری نشوند ، برخی از ردیف ها البته فقط برای برخی از منحنی ها حاوی مقادیر هستند. پرونده صادر شده با دو منحنی جدا شده می تواند شبیه باشد

در حالی که با Abscissa تک ادغام شده ، داده های مشابه ذخیره می شوند

همچنین می توان با استفاده از Export Postscript یا Export Bitmap ، یک وکتور (EPS) یا BITMAP (PNG) ارائه نمودار را صادر کرد. با این حال ، این گزینه ها نسبتاً احتیاطی هستند. Gwyddion یک نرم افزار اختصاصی نقشه برداری نیست و اگر می خواهید از نمودارهای زیبا به جای آن استفاده کنید - به عنوان مثال gnuplot یا matplotlib.

Statistics

آمار نمودار اطلاعات خلاصه در مورد کل منحنی های نمودار یا محدوده انتخاب شده را نمایش می دهد. این گفتگو دو گروه اصلی از کمیت ها را نشان می دهد که متفاوت محاسبه می شوند.

پارامترهای ساده از مجموعه مقادیر مرتبه ، بدون توجه به آبشارها محاسبه می شود. این مهم است که باید در نظر داشته باشید که منحنی به طور غیر یکنواخت نمونه برداری شود ، یعنی فواصل بین آبسه ها متفاوت است ، احتمالاً زیاد است. بخشی از منحنی که نمونه برداری بیشتر از آن است ، حاوی امتیازات نسبتاً بیشتری است و بنابراین بر نتیجه بیشتر نیز تأثیر می گذارد. پارامترهای موجود شامل خصوصیات ابتدایی با همان معنی برای داده های دو بعدی است. چندین مورد از آنها نیز با پارامترهای زبری اساسی محاسبه شده توسط ابزار زبری همزمان هستند.

از طرف دیگر ، انتگرال ها با استفاده از قانون ذوزنقه (یا تقریب مشابه) با ادغام به دست می آیند. بنابراین ، فواصل طولانی تر به نتایج کمک می کند. مقادیر موجود شامل:

طول پیش بینی شده طول فاصله انتخاب شده (یا کل محدوده Abscissa در صورت عدم انتخاب فاصله). طول طول طول طول بخش های خطی که نقاط منحنی را به هم متصل می کنند. تنوع یکپارچه مقدار مطلق مشتق - به عنوان مجموع مقادیر مطلق اختلاف نظم محاسبه می شود. سطح متوسط ارزش زیر منحنی تقسیم بر طول پیش بینی شده. مساحت تحت منحنی کل انتگرال (جمع مساحت مثبت و منفی). انتگرال منطقه مثبت بخش هایی از منحنی که در آن مثبت است. انتگرال منطقه منفی بخش هایی از منحنی که در آن منفی است. میانگین ریشه مربع ریشه مقادیر مربع تقسیم بر طول پیش بینی شده.

توابع آماری

توابع آماری یک بعدی برای نمودارها با استفاده از تعاریف مشابه برای تصاویر محاسبه می شود. آنها در مستندات ابزار توابع آماری شرح داده شده است. توابع موجود شامل توزیع ارتفاع و زاویه ، عملکرد همبستگی ، عملکرد همبستگی ارتفاع ارتفاع و تراکم طیفی است. در صورت فعال بودن همه منحنی ها ، می توان آنها را برای منحنی انتخاب شده یا برای همه منحنی ها به طور همزمان محاسبه کرد.

تفاوت عمده بین تصاویر و نمودارها در این است که منحنی های نمودار نیازی به داشتن مقادیر Abscissa با فاصله یکنواخت (نمونه گیری یکنواخت) ندارند. در چنین حال ، منحنی در محاسبه توابع آماری به نمونه گیری یکنواخت مجدداً مجدداً مجدداً مجدداً مجدداً مجدداً مجدداً مجدداً مجدداً مجدداً مجدداً استفاده می شود. مرحله نمونه گیری پیش فرض به گونه ای است که تعداد امتیازات حفظ می شود. با این حال ، می توان آن را با استفاده از نمونه برداری اصلاح کرد که به چند امتیاز دیگر منحنی تغییر یافته باید در مقایسه با منحنی نمودار باشد. گاهی اوقات ممکن است استفاده از نمونه برداری از بیش از 1 حتی برای منحنی های نمودار به طور منظم نمونه مفید باشد.

Function Fitting

اتصالات منحنی برای تناسب توابع آماری مورد استفاده در ارزیابی پارامترهای زبری طراحی شده است. بنابراین بسیاری از کارکردهای موجود در حال حاضر عملکردهای آماری مختلفی از سطوح با توابع همبستگی گاوسی یا نمایی هستند. با این وجود ، تعداد انگشت شماری از کارکردهای عمومی با هدف عمومی را نیز ارائه می دهد. لیست توابع متناسب را مشاهده کنید.

در داخل ماژول اتصالات می توانید منطقه ای را که باید تعبیه شود (با ماوس یا عددی) انتخاب کنید ، برخی از پارامترهای اولیه را امتحان کنید ، یا به ماژول اجازه دهید تا آنها را حدس بزند و سپس داده ها را با استفاده از الگوریتم Marquardt-Levenberg قرار دهد.

در نتیجه شما منحنی نصب شده و مجموعه پارامترهای آن را بدست می آورید. گزارش FIT را می توان با استفاده از دکمه ذخیره در یک پرونده ذخیره کرد. با فشار دادن دکمه OK ، منحنی مناسب را به نمودار اضافه می کند ، اگر این مطلوب نیست ، گفتگو را با لغو ترک کنید.

گفتگوی ماژول متناسب با منحنی

Force-Distance Curve Fitting

ماژول برای قرار دادن منحنی های مسافت نیرو بسیار شبیه به ماژول اتصالات منحنی عمومی است ، فقط برای منحنی های مسافت نیرو تخصصی است. در حال حاضر ، این ماژول برای قرار دادن بخشی از منحنی مسافت نیرو (نمایندگی نیروهای جذاب) با استفاده از مدلهای مختلف خدمت می کند:

• ون der Waals بین نیمه نیمه و نیمه فاصله نیرو دارد
• ون der Waals بین هرمی و نیمه فضای
• ون در والس بین هرم کوتاه شده و نیمه فضا
• ون der Waals نیرو بین کره و نیمه فضای
• ون در والس بین دو کره نیروی نیرو
• ون در والس بین مخروط و نیمه فضای
• ون der Waals بین سیلندر و نیمه فضای
• ون der Waals بین پارابولوئید و نیمه فضای

توجه داشته باشید که منحنی نصب شده باید یک منحنی مسافت نیرو واقعی باشد ، نه یک منحنی مسافت جابجایی یا مسافت سنسور. محاسبه مجدد از انحراف کانسیلر قبل از فراخوانی این ماژول باید انجام شود.

همچنین توجه داشته باشید که برای ثابت بهار کانسیلر کوچک ، میزان داده های قابل استفاده در منطقه جذاب با اثر پریدن به تماس محدود می شود.

Critical Dimension

ماژول ابعاد بحرانی می تواند برای متناسب با برخی از اشیاء "معمولی" که اغلب در هنگام تجزیه و تحلیل پروفایل های استخراج شده از میکروچیپ ها و سطوح مرتبط یافت می شوند ، استفاده شود. این اشیاء در نمودار قرار دارند و خصوصیات آنها ارزیابی می شود.

رابط کاربری این ماژول عملاً مشابه ماژول FIT Graph است.

گفتگوی ماژول ابعاد بحرانی.

DOS Spectrum

ماژول طیف DOS در نظر گرفته شده برای به دست آوردن طیف چگالی حالت از طیف سنجی I-V STM. محاسبه می کند

و آن را به عنوان نمودار ترسیم می کند.

Find Peaks

برجسته ترین قله های منحنی های نمودار را می توان به طور خودکار با دقت زیر نمونه قرار داد. می توانید تعداد برجسته ترین قله ها را به عنوان تعداد قله ها مشخص کنید و عملکرد آنها را در نمودار مشخص می کند. برجستگی اوج به ارتفاع ، مساحت و فاصله آن از قله های دیگر بستگی دارد. معمولاً ایده عملکرد برجسته ترین قله ها با ارزیابی انسان کاملاً موافق است. اگر با انتخاب مخالف هستید ، می توانید قله های بیشتری بخواهید و مواردی را که دوست ندارید نادیده بگیرید. همچنین برای یافتن قله های منفی ، یعنی دره ها ، با فعال کردن گزینه Invert (دره های پیدا کردن) امکان پذیر است.

یک جدول از تمام قله ها در قسمت سمت چپ نمایش داده می شود که مطابق با قله های سفارش توسط آن طبقه بندی می شود. سفارش از طریق موقعیت به معنای قله ها همانطور که در نمودار از چپ به راست نمایش داده می شود ، ذکر شده است. نظم برجستگی به این معنی است که قله های قابل توجه در ابتدا ذکر شده اند.

چندین ویژگی اساسی برای هر اوج نمایش داده می شود: موقعیت (Abscissa) X ، ارتفاع H ، منطقه A و عرض (یا واریانس) w. موقعیت با پالایشگاه فرعی درجه دوم از حداکثر اوج محاسبه می شود. مقادیر باقیمانده به نحوه تعریف پس زمینه اوج بستگی دارد. گزینه های احتمالی شامل صفر به معنی پایه قله همیشه صفر در نظر گرفته می شود ، و حداقل دو طرفه به این معنی که پس زمینه اوج یک عملکرد مرحله ای است که از نزدیکترین منحنی حداقل در سمت چپ و راست قله عبور می کند.

تصویر از مکان اوج نمودار خودکار برای یک طرح توزیع ارتفاع.

Terraces

تراس یا ساختارهای شبیه آمفیترتر را می توان با استفاده از پروفایل های یک بعدی اندازه گیری کرد ، به طور مشابه از داده های تصویر در تراس اندازه گیری می شود. ماژول های نمودار و تصویر تقریباً یکسان هستند. بنابراین ، موارد زیر فقط تفاوت های اصلی را برجسته می کند:

هسته تشخیص مرحله و گسترش یک بعدی است. آنها هنوز هم در پیکسل ها اندازه گیری می شوند - که مربوط به فاصله متوسط بین نقاط منحنی است. حداقل مساحت تراس با حداقل طول جایگزین می شود ، به عنوان کسری از کل محدوده Abscissa اندازه گیری می شود.

هیچ گزینه ماسک وجود ندارد. در عوض ، تراس ها را می توان با استفاده از ماوس به صورت دستی روی نمودار مشخص کرد.

یک انتخاب اضافی در منوی نمایش ، تشخیص مرحله وجود دارد. این نتایج حاصل از فیلترهای تشخیص لبه را نشان می دهد و آستانه انتخاب شده را با استفاده از یک خط قرمز متراکم نشان می دهد. این یکی از مفیدترین نمودارها برای تنظیم پارامترها است.

منطقه پیکسل a_pxبا n جایگزین می شود_px، تعداد منحنی نقاط تراس از آن تشکیل شده است.

اندازه گیری تراس از یک پروفایل ، تراس های مشخص شده برای یک ساختار آمفی تئاتر که توسط مراحل اتمی روی سیلیکون تشکیل شده است.