スキャンのプローブの顕微鏡検査 (SPM)、 NT-MDT による解答者 LS SPM との自動化された測定

AZoNano- のナノテクノロジー - ナノテクノロジーのロゴのための NT-MDT のツール

カバーされるトピック

背景

解答者 LS SPM

自動化された測定

実験測定

写真によって浮彫りにされるポリマー格子の自動測定

最適の処理条件の調査

マクロスコピック領域の分析

Macroarea の自動化された Nanolithography

背景

SPM の自動測定は SPM 方法のプログラムされた領域のスキャンパラメータ、測定および自動データ解析の自動調節が含まれています。 自動化された SPM の測定のアプリケーション領域は次のとおりです:

·         組合わせの物質的な研究 (別の化学成分が付いているサンプル異なった条件で準備されるまたはサンプルのライブラリの高いスループット性格描写)。

·         位置方式の助けによってサンプル表面上のスキャン領域の移動によるマクロスコピック領域の SPM の測定。 その結果複数のミリメートルまたはセンチメートルのサイズの領域は SPM によって測定することができます (商業 SPMs の最大スキャン範囲は ~100 ミクロン限定されます)。

·         マクロスコピック領域の SPM の修正 (nanolithography)。

·         CD/DVD のディスク表面の企業 (例えば制御) の品質管理。

解答者 LS SPM

特別なソフトウェアが装備されている修正された SPM の解答者 LS はすべての基本的な SPM のモードの表面の自動性格描写そして修正のための必要なツールです。 Fig.1 はインクジェット印刷によって、例えば、沈殿する多量のサンプルから 4 つの標準 4 インチのシリコンの薄片のための解答者 LS の全部、サンプルホールダーを成ることができます示します。

AZoM - 金属、製陶術、ポリマーおよび合成物 - 自動化された測定のための修正された解答者 LS (残っている)。 4 つの 4 インチのシリコンの薄片のためのプラットホームの (右の) 位置。

図 1。

自動化された測定

図 2 は 25 ポイントのための自動化された測定のメニューを示します。 各ポイントの座標はプログラムで保存されます。 ソフトウェアは次の保存された位置等に自動的に現在位置の光学画像を (解像度と 1.5 ミクロンに)、行います SPM の測定を、移動しますサンプルを捕獲します。 すべてはソフトウェアによって保存されたデータすべての測定された領域のための統計量かある特定のパラメータを得るために自動的に処理することができます。

AZoM - 金属、製陶術、ポリマーおよび合成物 - 自動化された SPM のメニュー。

図 2。

実験測定

下記である結果は教授 U.S. Schubert (nology、ネザーランド、オランダポリマー協会のグループでと共同する http://www.schubert-group.com) のエイントホーフェン大学得られました。 自動測定のための修正された解答者 LS はこれらの実験のために使用されました。

写真によって浮彫りにされるポリマー格子の自動測定

プレポリマー、単量体および写真の開始プログラムを含んでいるサンプルのマスクを通した選択的な照射により定期的に高い救助の構造 (Fig.3) の形成を引き起こします。 目的のディスプレイ技術 1 のアプリケーションのために最大級の救助の構造を得ることはあります。 高い構造の形成は応用マスクの最初のフィルム厚さ、構成、ピリオド、ライトの強度および開発の段階で温度のような多数のサンプル準備の条件に依存しています。

AZoM - 金属、製陶術、ポリマーおよび合成物 - は 20 ミクロンが付いている構造の AFM 映像投げます (残); 完全なサンプルの図式的な提示 (右の)。

図 3。

最適の処理条件の調査

最適の処理条件を調査するためには、大きい基板 2 でパラメータが同時に変わった組合わせセットアップは選択されました。 生じるサンプルは異なったピッチが付いているポリマー格子の 4 列から成っています (5、 10、 20、そして 40 ミクロン)。 各列は異なった条件 (開発) (Fig.3 の間の例えば輝度か気温傾度、権利) で準備された 11 の領域から成っています。 サンプルの合計サイズは 25x102 mm です。 例えば自動 SPM の分析は私達がポリマー格子の最大アスペクトレシオが達成されるサンプル準備の適切な状態を定めることを可能にします。 Fig.4 は輝度への耳障りな高さの依存を示します (強度の勾配マスクの使用によって得られるサンプルのために)。 サンプルは 44 の領域から成っています: エネルギー線量の 4 つのピッチそして 11 の値はポリマー格子の形成のために使用されました。 自動測定は叩くモードで実行されました。 調査の結果は増加するエネルギー線量との高さの変更を示す毎耳障りなピリオドの 4 依存です。 この情報はサンプルのための最適の準備の条件の決定を可能にします。

AZoM - 金属、製陶術、ポリマーおよび合成物 - サンプルのライブラリの自動測定の結果。 火格子を付けることの 4 つのピッチのための輝度 (エネルギー線量) への火格子を付けるポリマーの高さの依存: 5、 10、 20、そして 40 ミクロン。

図 4。

マクロスコピック領域の分析

SPM の大きい領域の測定は位置方式によってサンプル表面上の SPM ヘッドの動きによってだけ可能です。 3.5 cm の間隔上の回転上塗を施してあるポリマーフィルムの厚さの分析は自動 SPM の助けによって行われました。 ケイ素で沈殿した回転上塗を施してあるフィルムはナイフ (Fig.5) によってスクラッチされ、フィルムの厚さはスクラッチ (Fig.6) に沿う 19 の位置で測定されました。 それらの位置の座標はスキャンする前のソフトウェアで保存されました。 フィルム厚さはピクセルの z 座標へのピクセルの番号の依存の最大値間の間隔として定められました。 フィルム厚さ (Fig.6 の権利) の分析はフィルムの中間の部分がかなり均一であることを示します; その間フィルムの端の近くの 7 つの mm 領域に可変的な厚さが回転コーティングの間の物質的な外側の移動を明記することをあります。

AZoM - 金属、製陶術、ポリマーおよび合成物 - スクラッチの光学画像 (スクラッチは赤い矢によって明記されます)。

図 5。

AZoM - 金属、製陶術、ポリマーおよび合成物 - スクラッチの SPM の画像 (左)、統計量のピーク間の間隔としてフィルム厚さの決定 (中心)、最終結果: スクラッチに沿う間隔へのフィルム厚さの依存 (右の)。

図 6。

Macroarea の自動化された Nanolithography

シリコンの薄片で沈殿する (OTS) octadecyl の trichlorsilane の単一層は伝導性 SPM の先端の使用によって電気化学的に酸化させることができます。 通常の状態では薄い水層は表面に常にあります。 分解の製品はそれから私達が先端に電圧の適用3 によってターミナル - OTS の層の CH のグループへの - を COOH 変更することを可能にします。 最も小さい修正された領域はと先端のサイズ (湿気、応用電圧等によってまた決まります) 小さい場合もあります。 酸化の結果は接触モードの側面力の画像で目に見えます。 位置の段階の移動による大きい領域上の石版パターンの変換はナノメーターの範囲にあっている最小の細部が付いているマクロスコピック石版パターンを形作ります。 Fig.7 は酸化させた OTS のフィルムのための側面力の分布を示します。 このパターン (Fig.7 大きい領域に段階の位置の移動によって、残っている) の単位は変換されました。 Fig.7 はショーのスキャンサイズより大きい修正された領域の部品だけ訂正します。 合計 100 の単位 (10) 0.2 mm 0.2 に及ぶことによって 10 はより少しで 2 時間そして作られました。

AZoM - 金属、製陶術、ポリマーおよび合成物 - 酸化させた領域の側面力の顕微鏡検査: 単位 (去りました)、 9 単位を模造して下さい (右の)。

図 7。

注: 参照の詳細なリストは原書を示すことによって得ることができます。

一次著者: A. Alexeev および D. Wouters

ソース: NT-MDT Co。

このソースのより多くの情報のために NT-MDT Co. を訪問して下さい

Date Added: May 4, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 06:46

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