ICS17.040.20 J 04 GD 中华人民共和国国家标准 GB/T 31226—2014 扫描隧道显微术测定气体配送系统部件 表面粗糙度的方法 Standard test method for determination of surface roughness by scanning tunneling microscopy for gas distribution system components 2014-09-30发布 2015-04-15实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 31226—2014 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国科学院提出。 本标准由全国纳米技术标准化技术委员会（SAC/TC279）归口。 本标准起草单位：上海交通大学、纳米技术及应用国家工程研究中心。 本标准起草人：李慧琴、梁齐、路庆华、何丹农、张冰。 I GB/T31226—2014 引言 半导体净化室需要高纯气体配送系统的保障，本标准提供了一种用于此气体配送系统中一种或多 种部件的表面粗糙度评价方法。STM是一种非接触的表面轮廓测试方法，能够在纳米尺度范围内测试 样品的三维表面形貌，并能够表征表面结构和提供其评定参数。这种表面结构作为一种依据的测试方 法的应用，期望能得到不同部件表面粗糙度的比较数据，以得到高质量的气体体系净化配件。 定向刻蚀或导体涂层可以改善气体在表面的润湿性，本标准没有涉及。本标准假设STM操作人 员已经掌握了仪器的原理、操作和假象 本标准定义了一种标准数据表示格式，并提出了用STM得到的数据来分析三维表面结构的评定 参数。 Ⅱ GB/T31226—2014 扫描隧道显微术测定气体配送系统部件 表面粗糙度的方法 1范围 本标准规定了一种使用扫描隧道显微镜（STM）来分析气体配送系统部件表面粗糙度的方法。 本标准适用于测定Ra小于0.25um的不锈钢表面粗糙度的表征。 本标准不适用于不能产生隧道效应的厚氧化层钢铁 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 an InterlaboratoryStudyto DeterminethePrecision of aTest Method) ANSIB46.1：1985表面结构（表面粗糙度、波纹度和扭转度）［SurfaceTexture（SurfaceRough- ness, Waviness,and Lay) SAG 3术语和定义、符号和缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 假象artifact 非真实的表面形貌，包括震动，电子噪音，热漂移或不理想探针影响而形成的形貌。 3.1.2 中心线 centerline 图像中心线 graphical center line 平行于测试轮廓方向的线，使得它和轮廓之间的面积在中心线两侧相等。 3.1.3 截取长度 cutoff length 1. 针对于本文中的轮廓线，即取样长度，也就是一个扫描长度，单位为纳米（nm）。 3.1.4 电流current 本标准中指在特定条件下，流过探针和样品表面任何方向的隧道电流（nA）。 3.1.5 特征高度 feature height 扫描范围内任何一点相对于最低点的高度数据（方向的高度），它是从探针扫描过程中产生的隧 1 GB/T31226—2014 道电流推导而来的。 3.1.6 过滤 filter 对表面结构数据的修正，用以数据分析或显示，包括高通滤波，低通滤波和平面拟合。 3.1.7 金刻划光栅 gold ruledgrating 具有均匀分布的凹槽的金表面，这些凹槽的深度和长度是已知的，用于微米范围内-方向的 校正。 3.1.8 光照表面illuminatedsurface 三维的图像显示，类似于从上方或倾斜方向光照的反射表面。 3.1.9 图像image 以探针位置为函数得到的特征高度描绘而成的表面形貌，特征高度由全幅扫描过程中探针和表面 之间的隧道电流值确定。 3.1.10 线图 lineplot 以表面轮廓线形式给出的三维图像。 3.1.11 平均粗糙度 mean roughness Ra 所有轮廓线高度的算术平均偏差。 3.1.12 峰peak 轮廓线与其中心线的两个交叉点之间的最高点。 3.1.13 轮廓线profile 用双极点滤波器高通滤波后的横截面数据，双极点滤波器在截取长度1（nm）上具有75%的增益。 3.1.14 全幅扫描 raster y方向上逐步移动时在方向上反复扫描，也指这样的运动所扫描的区域。 3.1.15 扫描 scan 探针相对于样品表面进行的单一方向（定义为方向）上连续的运动。 3.1.16 扫描面积 scanarea 逐线扫描过的区域的面积。 3.1.17 扫描长度 scanlength 在y方向不运动时，从开始到结束一次扫描的距离。 3.1.18 扫描速率 scan rate 探针相对于表面移动的速度。 2