1. 簡介

本文主要介紹了M370/M470軟件中大量的圖形分析工具，用于分析線掃描和面掃描數據。這些分析可以更有效地突顯特定的特征、解析數據。

2. 圖形

2.1 模板

獲得測量數據后，在軟件窗口上方的工具條中有不同的視圖選項（如圖1所示）。

圖1 模板工具條

每一種類型的數據（ac-SECM、SVP、LEIS…）都有各自的預定義的模板，顯示預定義的數據。在圖1中的工具條中，“實驗配置”快捷按鈕（左數第三個）右側的前六個圖標是默認的模板，而后面三個是空的。他們可以作為數據分析的“便簽本”。

空模板可以填充任何數據，實驗獲得的數據或者分析工具處理過的數據都可以。數據的選擇可以通過在圖片上右擊（如圖2所示）。這個特征不僅適用于空模版，也適用于任何3D圖數據。

圖2 如何顯示3D圖的數據

圖3是一個顯示阻抗的模板。左邊為3D圖窗口（面掃描圖），右邊是對應的2D圖窗口（線掃描、截面、光譜、快速傅里葉變換），上方的圖與水平截面一致，下方的圖與垂直截面一致。

通過在面掃描圖上點擊，選擇截面，選擇截面的交叉點。這個默認為左擊行為，也可以設置其他行為為默認。

圖3 模板顯示面掃描圖和兩個沿x和y軸的截面圖（注意：十字是作者自己加上去的）

軟件也提供了另外兩個空模板：其中一個包括一個3D圖和四個2D曲線。下一部分介紹這個模板的特殊用途。

最后一個模板包括四個3D圖，專門用于不同分析后的圖形的比較。后面會介紹此模板的特殊用途。

也可以創建用戶自己的模板，展示期望的參數和圖形。創建新模板，軟件需要連接M470工作站。點擊“New”，“New template”，如圖4所示。在我們的例子中，創建了一個新的“SECM Area Scan Template”。

圖4 “New Template”窗口

空模板可以顯示默認模板中所有可用信息。這包括面掃描圖、2D線掃描圖、處理后的面掃描圖、任何的控制變量、任何實驗設置（如圖5所示）?？梢栽诳沾翱谥杏覔羰褂?。

圖5 空模板和創建模板的可用選項

在我們的例子中，我們選擇顯示探針dc電流信號的面掃描圖，對應的2D線掃描、實驗時間和時長（如圖6所示）。

圖6 新模板中選擇的變量和常量

新模板必須保存在默認位置，挨著默認模板，C:\M370或C:\M470。當打開一個SECM實驗作為空白模板時，新模板會出現在模板工具條上（如圖7所示）。

圖7 新建的模板顯示SECM數據

注意，試驗中所有可用數據都可以繪制成3D圖，但是只有在模板中可用的橫截面才能加到新模板中。

注意，可以通過打開“Template”菜單下的“Associate Toolbar Icon”（圖8）來改變工具條里的新模板圖標下的參數。

圖8 “Template”菜單下的“Associate Toolbar Icon”

圖9（a）為如何修改參數，圖9（b）為如何改變圖標出現的方式。注意，當鼠標懸在圖標上時，出現“Tooltip Title”和“Tooltip Description”。注意，“Status Message”也出現在窗口的左下角。

圖9 (a)修改圖標參數；（b）窗口中呈現的方式

2.2 圖形設置

如圖2所示，可以在數據窗口中右擊來進行圖形設置。

可以通過調整色彩范圍來改變圖形對比度。默認的色彩范圍會根據最小或最大測量值相應的調整，但是用戶可以手動設置紅色和藍色對應的值。這對于顯示那些看不到的特性是很有幫助的。

另一個有意思的工具是調整數據的大小?？梢赃x擇只顯示一部分數據，只突出最感興趣的特性。圖10顯示了兩幅圖：（a）是原圖；（b）是同一張圖，通過調整對比度突出感興趣的特性。

圖10 LEIS圖(a)期望的圖；（b）對比調整并對（a）中紅色框內區域進行變焦后的圖

3. 分析

可以通過在感興趣的數據窗口右擊，查看可用的分析菜單。這些工具的目的不是提供額外的數據，而是幫助用戶在那些獲得的參數不夠優化的實驗結果中改善和加強數據呈現的方式，或者去掉實驗過程中的一些人為因素的影響。

3.1 圖形和模板

我們認為的3D圖實際上是2D圖把第三維用色彩表示。對于3D圖，我們提供了兩種軟件：MIRA和IsoPlot3D。

大部分分析工具都可以處理數據中的每一個點。值得注意的工具是“Curve Substraction”中的一個特例“Tilt Correction”?！?/span>Curve Substraction”允許用戶從數據中移除數據的多項式擬合結果（最多5階），由用戶預先選擇?！?/span>Tilt Correction”是“Curve Substraction”中的一個特例：多項式為1階，斜率由x和y軸共同計算。對于“Curve Substraction”，用戶定義沿著哪個軸實現最好的擬合。

對任何分析，用戶定義的空窗口將會被實驗數據填充。這就需要“Select Destination for Result”命令。有四個空的分析窗口可用。為了真實的顯示數據，用戶應該選擇一個分析對象。

當一個窗口填充了數據，將會在“Select View Data”線中顯示，并有一個操作提醒（也可以在數據上右擊，選擇“Select View Data”選項?；蛘哌x擇一個會顯示數據的合適的分析模板）。在圖11中可以看到，在空窗口#2中數據執行兩個操作。

圖11 如何顯示分析后的數據

另一個可用的模板顯示一個面掃描結果和四個不同的線掃描結果。這個模板專門用于2D快速傅里葉變換（FFT）分析。由于3D圖顯示沿x和y軸的數據，FFT可以用來確定某些特征的空間頻率。

因為傅里葉函數把真實的數據轉換為復雜值，數據中真實的和虛擬的部分都可以在x和y軸上看到，如圖12所示。當選擇分析函數后（右擊），為FFT選擇的數據是光標處交叉的水平線和垂直線。

圖12 在第二個默認模板中顯示2D FFT

默認的模板可以填充分析后的數據，比如每一次分析后獲得的數據可以同時對比顯示（如圖13所示）。

圖13 同時顯示四個3D圖

3.2 2D圖形

在2D圖（也叫線掃描圖）上右擊，還有額外的工具可用（如圖14所示）。

圖14 2D圖上可用的分析工具

可以通過選擇“Overlays”命令，覆蓋兩條不同的曲線。也可以用“Process Data”命令來平滑數據或者過濾數據。圖15為“Moving Average”工具的一個例子。

圖15 左圖：未處理的數據；右圖：用五點平均后的數據

4. 結論

本文主要介紹了M370/M470軟件中一些先進的分析和圖形處理工具。這些工具可以用來更好的解釋數據，幫助提取最有用的數據特征。格式化數據也可以幫助用戶顯示實驗結果中最感興趣的方面。