Çözünürlük Sistemleri
NC-SFM başlangıçta konsolun sabit bir frekansta sabit bir genlik tarafından sürüldüğü genlik modülasyonu (AM) moduna dayanıyordu. Yüzeye yaklaşıldığında, uç yüzey etkileşimi konsol salınımlarının genliğinde ve fazında bir değişikliğe neden olarak ölçülebilir bir sinyal sağlar.
Uygulamada, konsolun bu moddaki tepkisinin oldukça yavaş olduğu bulundu ve atomik çözünürlük çalışmalarında frekans modülasyonu (FM) modu ile değiştirildi. Ancak AM modu, hava ve sıvılarda yapılan "vuruş modu" çalışmalarında oldukça başarılı olmuştur.
Genel olarak, en iyi çalışma modu, gereken çözünürlük ve sistemin kendisi tarafından belirlenir. SFM'deki gerçek atomik çözünürlük, yalnızca bu çalışmanın odak noktası olacak olan FM modunda elde edilmiştir.
FM modu NC-SFM'de, özfrekansı f0 ve yay sabiti k olan bir konsol, bir geri besleme döngüsü aracılığıyla sabit bir A0 genliğinde salınımlarda tutulur. Konsol, kendinden tahrikli bir osilatör olarak düşünülebilir. Salınımların gerçek frekansı f0'a, konsolun kalite faktörü Q'ya ve tahrik uyartımı ile konsolun sapması arasındaki faz kaymasına θ bağlıdır.
θ = π/2 için sistem f = f0'da salınır. Genel olarak, deneyler sırasında, sabit bir frekans değişimi ∆f elde etmek için uç-yüzey mesafesi değiştirilir ve elde edilen topografya haritası, yüzeyin görüntüsünü sağlar. Artık ∆f'deki değişimin görüntüleme sinyalini sağladığı sabit yükseklikte görüntü almak da mümkündür.
Güvenilir görüntüleme için, deneysel kurulumun önemli olan bir yönü daha vardır: STM'de olduğu gibi, SFM deneylerinde normalde uç ve numune arasında bir sapma U uygulanır. Katkısız yarı iletken ve yalıtkan yüzeyler, özellikle yarılmış iyonik yüzeyler olmak üzere, hazırlandıktan sonra genellikle önemli lokalize yükler içerecektir. Bunlar, önemli uzun menzilli elektrostatik kuvvetlerin yanı sıra tarama sırasında uç yüzey kuvvetinde ani değişiklikler üretir.
İletken yüzeyler için, uç ve yüzey arasındaki iş-fonksiyonu farkı, uzun menzilli bir kapasitif kuvvete katkıda bulunacaktır. Bu ek kuvvetler, kısa menzilli kuvvetlerin nispi katkısını azaltarak ve uç çarpma olasılığını artırarak taramayı daha zor hale getirir. Elektrostatik kuvvetlerin etkisinin azaltılması, yüzey üzerinde belirli bir noktada uygulanan önyargının bir fonksiyonu olarak ∆f'nin en aza indirilmesiyle elde edilebilir. Bu sürecin bir örneği görülebilir.
Uç ve Yüzey Hazırlığı
Her yüzey STM veya SFM'de yüksek çözünürlüklü olarak görüntülenemez. Atomik çözünürlüğe ulaşmak için, çoğu durumda yüzey kapsamlı bir hazırlığa ihtiyaç duyar. Kontrollü döngülerde haftalar hatta aylar süren püskürtme (çoğunlukla Ar+ olmak üzere iyonlarla bombardıman) ve tavlama (yüzey kusurlarının düzeltildiği noktaya kadar ısıtma) nadir değildir.
Yüzey hazırlama başlı başına sofistike bir sanattır ve başarılı görüntülemenin anahtarlarından biridir. İyon saçılması ve elektron kırınımı gibi k-uzayı yöntemlerinin aksine, SPM ile görüntülenmek için bir yüzeyin sıralanmasına gerek yoktur. Aslında, bir yüzeydeki tek safsızlıklar ve basamak kenarları, deneyciler tarafından görüntülerinin kalitesini kontrol etmek için sıklıkla kullanılır. Böyle bir safsızlık, çift uç gibi hiçbir bozucu etkinin olmadığı varsayılarak yalnızca tek bir yapı olarak görüntülenir.
Uç, tüm SPM yöntemlerinde görüntülemenin en önemli parçasıdır. STM uçları genellikle saf bir metalden, bir metal alaşımından veya genellikle laboratuvarda metal telden üretilen 10-20 farklı malzeme katmanıyla kaplanmış bir metal tabandan yapılır. Bazı durumlarda, STM görüntüleme için ağır katkılı Si uçları da kullanılır.
1920x1080 çözünürlük iyimidir
Spektral çözünürlük nedir
Ekran çözünürlük
2K çözünürlük
Radyometrik çözünürlük nedir
Metre altı çözünürlük
Mekansal çözünürlük
1280x720 çözünürlük
SFM ölçümleri için benzer uçlar da kullanılabilse de, bu çok nadirdir. Bunun nedeni, bir ucun konsol tutuşunun SFM'deki kuvvet değişikliklerinin izlenmesinde çok önemli bir rol oynamasıdır: (i) birçok SFM gerçekleştirmesinde konsol sapmaları, konsolun arkasından yansıyan ışık algılanarak ölçülür; (ii) konsol yay sabiti, uç şekli ve uç keskinliği, görüntü oluşumunda çok önemli roller oynar.
Bu nedenle standart konsollar gereklidir. Çoğu durumda bunlar, yarı iletken çiplerle hemen hemen aynı şekilde mikro fabrikasyon yoluyla silikondan üretilir.
Bazı durumlarda uç, moleküllerin kontrollü adsorpsiyonu ile değiştirilir. STM'de bunun bir yüzeydeki moleküllerin görünen yüksekliğini etkilediği gösterilmiştir. Ucun tam geometrisi, uç yapısının alan-iyon mikroskobu ile bir taramadan önce ve sonra belirlendiği bazı olağanüstü STM ölçümleri dışında genellikle bilinmemektedir.
Konuları daha da karmaşık hale getirmek için uç geometrisi, tekrarlanabilir taramalı tünelleme spektroskopisi (STS) ölçümleri için belirleyicidir; ne yazık ki, STS için en uygun ucun topografik ölçümler için uygun olmadığı gösterilmiştir, çünkü yeterince yüksek bir çözünürlük sağlamaz.
SFM'de, apekste belirli orbital konfigürasyonlarla bile temiz silikon uçlar üretmek için bazı girişimlerde bulunulmuştur, ancak görüntüler henüz silikon yüzeyler dışında herhangi bir şey üzerinde üretilmemiştir: bu nedenle gerçek kontrol kanıtı eksiktir. Şu anda en yaygın olarak kabul edilen görüş, SPM uçlarının oldukça düşük eğriliğe sahip bir tabandan ve en baştaki konumda tek bir atom bulunan birkaç katmandan oluşan bir atomik uç kümesinden oluştuğudur.
STM'de, tünel bağlantısındaki tüm akım bu "tepe noktası" atomu aracılığıyla taşınır; iletkenlik alanı sonuç olarak oldukça küçüktür ve birkaç ̊A2 aralığındadır. STM hassasiyetinin kaynağı budur, çünkü akımı çok küçük bir yüzey alanının elektronik ortamına karşı çok hassas hale getirir. Keskin uç apeksinin son birkaç atomunun yüzey atomlarıyla etkileşimindeki varyasyonlar da SFM görüntülerindeki görüntü kontrastını belirler.
Bununla birlikte, atomik yapıya olan bu hassasiyet aynı zamanda STM ve SFM görüntülerinin yorumlanmasını bu kadar zorlaştıran özelliklerin de kaynağıdır çünkü uç apeksinin gerçek geometrisi ve kimyası, yüzey ile uç arasındaki vakum bariyerindeki iletkenliği etkiler ve aynı zamanda uç yüzey kuvvetleri genellikle belirlenemez. Cu(100) ve NaCl(100) gibi basit metal yüzeyler için bile bu, farklı taramalar için farklı deneysel sonuçlara yol açar.
SPM deneylerinde belirleyici faktörler tam olarak bilinmediğinden, alaka düzeylerinin simülasyonlardan çıkarsanması gerekir. Simülasyonların sistematik bir şekilde yapılması gerekir, örneğin, adsorbatların model uçlarının elektronik yapısı üzerindeki etkisini inceleyerek ve bu adsorbatların STM taramaları üzerindeki etkisini modelleyerek yapılmalıdır.
Deneysel olarak, zorluk, en azından dikkatli ölçümlerde, bir dizi taramayı kaydederek ve istatistiksel bir ortalama olarak yüzey dalgalanması gibi kesin ölçümleri sunarak aşılır.
Araştırma Sonuçları
Araştırma sonuçlarına odaklanan tüm değerlendirmeleri meta- analizlerdir. Meta-analizi diğer yaklaşımlardan araştırma sentezinden ayıran şey, bulguları sonuç çıkarmak için sentezleme yöntemidir. Gösterilen yöntemler, nitelden kantitatif senteze kadar bir süreklilik olarak görülebilir. Soldaki anlatı incelemesidir.
Burada, gözden geçiren, ilgili araştırmayı değerlendirir ve bir şekilde sonuçlar çıkarır. Bu “bir şekilde” bu niteliksel veya nariye, araştırma sentezine yaklaşımın sınırlarını temsil eder. Gözden geçirenin sonuçları nasıl çizdiği tam süreci bilinmemektedir veya en azından ifade edilmemektedir, bu nedenle araştırma sonuçlarında öznellik için görülebilir bir yer var.
Sadece öznel önyargının ortaya çıkması potansiyelinin ötesinde, bu yaklaşımın araştırma yapmasına ilişkin yaklaşım, gözden geçirenin bilgiyi sürdürme yeteneğini vergiler. Araştırma sonuçlarını sentezlemeye çalışan gözden geçirenler niteliksel olarak daha fazla tutarsızlığı algılama eğilimindedir ve meta-analitik sentezler gerçekleştirenlerden daha küçük etkilerin daha küçük büyüklüğünü algılama eğilimindedir. Toplamda, ampirik raporları okuma araştırmalarını gözden geçirme ve “bir şekilde” çizim sonuçlarını gözden geçirme yöntemi, öznelliğe eğilimlidir ve sonuçları elde edilmesini zorlaştıran gözden geçirenlere yöneliktir.
Şekil 1.1’in doğru veya nicel yöne doğru ilerlemek, gayrı resmi ve resmi olarak adlandırdığım iki oy sayma yöntemidir. Her ikisi de, araştırma çalışmalarından, önemli pozitif, anlamlı olumsuz veya önemsiz sonuçlar açısından etkilerinin önemini göz önünde bulundurarak ve daha sonra, bir sonuç bulurken çalışmaların sayısına dayanarak sonuçları çizer.
Gayri resmi (Geleneksel olarak da adlandırılır) oy sayımı, “çoğunluk kuralları” kriterlerine dayanarak sadece sonuçları çözmeyi içerir; Bu nedenle, daha fazla çalışma, diğer etkileri bulmaktan daha önemli bir olumlu bir etki bulursa, biri olumlu bir etki olduğunun sonucuna varır. Daha resmi bir oy sayma yaklaşımı, Tip I hata oranları verilen beklenen sonuçların beklenen sıklığının istatistiksel analizini kullanır (örneğin, .05’in geleneksel bir tür I hata oranı göz önüne alındığında, çalışmaların% 5’inden fazla bir etki bulduk mu? ).
Her ne kadar oy sayma yöntemleri, etki boyutları üzerindeki bilgiler kullanılamadığında faydalı olsa da, onları bu kitapta iki nedenden ötürü tartışmayacağım. Birincisi, etkilerin varlığının sonuçları (yani, istatistiksel anlamlılık), bu çalışmada açıklanan meta-analitik prosesler kullanılarak daha güçlü bir şekilde belirlenebilir. İkincisi, tek başına önemin sonuçları tatmin edici değildir ve meta-analizin odağı, etkinin büyüklüğü hakkında bilgi sağlayan etkinin boyutları üzerindedir.
Sağ tarafta, sonuçların bireysel çalışmalardan yapılan etki boyutlarının istatistiksel analizine dayandığı bir araştırma sentezi şekli olan meta-analiz. Burada umut, bu taksonominin meta-analizin bir literatür taraması yapılması için tek bir yaklaşım olduğunu açıkça ortaya koyuyor.
Spesifik olarak, meta-analiz, etki boyutları şeklinde ampirik araştırma sonuçlarını sentezlemek için kantitatif bir yöntemdir. Bu özelliğe rağmen, meta-analiz, bilimsel bilgiyi geliştirmek için esnek ve güçlü bir yaklaşımdır, bununla, ampirik bilimlerin temeli olan ampirik bulguları birleştirmek için istatistiksel olarak savunulabilir bir yaklaşımı temsil eder.
Meta-Analiz’in Kısa Bir Geçmişi
Bu bölümde, meta-analiz tarihini kısaca özetliyorum. Amacım bu tarihi ayrıntılı olarak ayrıntılı bir şekilde değil. Bunun yerine, yalnızca bu yazıda tarif edilen tekniklerin nereden kaynaklandığını size bir anlam ifade etmek için temel bir genel bakış sunmayı umuyorum.
İstatistiksel olarak sonuçları birden fazla çalışmadan birleştirmeye yönelik bireysel bireysel girişim var. Olkin (1990), 1904’teki Karl Pearson’ın çalışmalarını, inokülasyon ve tifo-ateş arasındaki ilişkileri sentezlemek için, 1930’lardan birkaç benzer yaklaşım açıklandı. 1940’larda ve 1950’lerde gelişmiş problemleri birleştirme yöntemleri. Ancak bu yaklaşımlar, 1970’lere kadar sosyal bilimlerde küçük bir uygulama gördü.
Sadece 1970’lerin sonunda meta-analizin sosyal bilimlerde kalıcı bir yer olduğunu buldu. Birkaç araştırmacı grup bu süre zarfında teknikte geliştirilmesine rağmen, “meta-analiz” terimini tetikleyen gen cam ve meslektaşlarının çalışmasıydı ve özellikle psikoloji alanında yaklaşıma dikkat çekti.
Spesifik olarak, Smith ve Cam (1977), psikoterapinin etkinliğinin bir meta-analizini, psikoterapinin etkili olduğunu ve farklı terapilerdeki etkinlikte etkinlikte çok az fark olduğunu göstermektedir. Cam tarafından tanıtılan eski bulgu muhtemelen çok az anlaşmazlıkla alınmış olsa da, Smith ve Cam ile ikincisi bulma tartışmalı ve önemli bir eleştiri yapıldı.
Smith’in tartışmalı niteliği ve camın sonucunun meta-analiz için hem olumlu hem de olumsuz sonuçları vardı. Pozitif tarafta, psikoterapilerin göreceli etkinliğinin zor sorusuna olan ikna edici yaklaşımları, muhtemelen meta-analiz değerinin birçoğunu ikna etti.
Olumsuz tarafta, bu özel çalışmanın eleştirileri (daha az tartışmalı bir konunun meta-analizine karşı seviyelendirileceğinden daha fazla olduğuna inanıyorum), genellikle meta-analizlerin tüm uygulamalarına genelleştirildi.
Bu özel meta-analiz tanıtımının tartışmalı niteliğine rağmen, önümüzdeki yıllar bu yaklaşımda hızlı bir artışa tanık oldu. 1980’lerin başında, meta-analiz tekniklerini açıklayan birkaç kitap yayınlandı. Kısa süre sonra, Hedges ve Olkin (1985), geleneksel stajlara derinden köklü olan meta-analiz üzerinde bir çalışma yayınladı. Bu köklenme, hem formalite getirme hem de algılanan istatistiksel liyakat getirmenin yanı sıra, meta-analitik tekniklere müteakip ilerlemeler için bir başlangıç noktası olarak hizmet etmenin yanı sıra önemliydi.
On yıllar, meta-analizin sosyal bilimlerin tanıtılmasından bu yana bu tekniğin kullanımını arttırdılar. Son otuz yıl boyunca sosyal bilim araştırmalarında yaygın kullanımı göz önüne alındığında, meta-analizin kaldığı görülmektedir. Bu nedenle tek başına, bilim adamları bilimsel literatürü anlamak için bu yaklaşıma aşina olması gerekir.
Bununla birlikte, meta-analizi anlamak sadece yaygın olarak kullanıldığı için değerlidir; Daha da önemlisi, meta-analiz yaygın olarak kullanılmaktadır, çünkü mevcut ampirik literatürü sentezlemek için güçlendirici bir yaklaşımı temsil eder ve bilimin ilerlemesine katkıda bulunur. Bu yazının geri kalanındaki hedefim, bu değeri size göstermenin yanı sıra, birinin meta-analitik bir inceleme nasıl yürüttüğünü açıklamaktır.