Microscopia de Varredura da Ponta De Prova (SPM), Medidas Automatizadas com o Agente De Resolução LS SPM por NT-MDT

Nanotecnologia de AZoNano- - Ferramentas de NT-MDT para o logotipo da nanotecnologia

Assuntos Cobertos

Fundo

O Agente De Resolução LS SPM

Medidas Automatizadas

Medidas Experimentais

Medidas Automáticas de Gratings Gravados Foto do Polímero

Investigação de Condições de Processamento Óptimas

Análise de Áreas Macroscópicas

Nanolithography Automatizado em Macroarea

Fundo

As medidas Automáticas com SPM incluem o ajuste automático de parâmetros da exploração, de medidas das áreas programadas com métodos de SPM e da análise de dados automática. As áreas de aplicação das medidas automatizadas de SPM são:

·         Pesquisa Material Combinatória (caracterização alta da produção das bibliotecas das amostras com composição quimica diferente ou das amostras preparadas em circunstâncias diferentes).

·         Medidas de SPM de áreas macroscópicas movendo-se da área de varredura sobre a superfície da amostra com a ajuda do sistema de posicionamento. Em conseqüência as áreas com um tamanho de diversos milímetros ou centímetros podem ser medidas por SPM (a escala máxima da varredura em SPMs comercial é limitada por ~100 mícrons).

·         Alterações de SPM (nanolithography) nas áreas macroscópicas.

·         Controle da Qualidade na indústria (por exemplo controle da superfície de disco de CD/DVD).

O Agente De Resolução LS SPM

O Agente De Resolução alterado LS de SPM equipado com o software especial é uma ferramenta essencial para a caracterização e a alteração automáticas das superfícies com todos os modos básicos de SPM. Fig.1 mostra ao suporte da amostra do Agente De Resolução LS para o padrão 4 as bolachas de silicone de 4 polegadas, cada um delas pode consistir na grande quantidade de amostras depositadas, por exemplo, pela impressão do Inkjet.

AZoM - Metais, Cerâmica, Polímero e Compostos - AGENTE DE RESOLUÇÃO Alterado LS para as medidas automatizadas (deixadas). Posicionando a plataforma para quatro bolachas de silicone de 4 polegadas (direitas).

Figura 1.

Medidas Automatizadas

O Fig. 2 mostra o menu de medidas automatizadas para 25 pontos. As coordenadas de cada ponto salvar no programa. O software captura automaticamente uma imagem óptica do cargo actual (com definição para baixo a 1,5 mícrons), executa a medida de SPM, move a amostra para a posição salvar seguinte Etc. Todos dados salvar podem automaticamente ser processados pelo software a fim obter estatísticas ou determinado parâmetro para todas as áreas medidas.

AZoM - Metais, Cerâmica, Polímero e Compostos - Menu do SPM automatizado.

Figura 2.

Medidas Experimentais

Os Resultados que são descritos abaixo foram obtidos no grupo de Professor E.U. Schubert (Universidade de Eindhoven do nology, Os Países Baixos, http://www.schubert-group.com) em colaboração com o Instituto Holandês do Polímero. O Agente De Resolução alterado LS para medidas automáticas foi usado para estas experiências.

Medidas Automáticas de Gratings Gravados Foto do Polímero

A irradiação selectiva através de uma máscara de uma amostra que contem um pré-polímero, monómeros e um iniciador da foto causa a formação das estruturas periòdicamente elevados do relevo (Fig.3). Para aplicações na tecnologia de reprodução de imagem uma do objetivo é obter as estruturas possíveis as mais altas do relevo. A formação das estruturas elevados é dependente de um grande número condições da preparação da amostra como a espessura de filme inicial, a composição, o período da máscara aplicada, a intensidade da luz e a temperatura na fase da revelação.

AZoM - Metais, Cerâmica, Polímero e Compostos - imagem do AFM da estrutura com 20 mícrons lança (à esquerda); apresentação esquemática da amostra completa (direita).

Figura 3.

Investigação de Condições de Processamento Óptimas

Para investigar as condições de processamento óptimas, uma instalação combinatória foi escolhida em que em uma grande carcaça dois os parâmetros foram variados simultaneamente. A amostra resultante consiste nas quatro fileiras de gratings do polímero com passos diferentes (5, 10, 20, e 40 mícrons). Cada fileira consiste em 11 áreas que foram preparadas nas circunstâncias diferentes (por exemplo intensidade de luz ou um inclinação de temperatura durante a revelação) (Fig.3, no direito). O tamanho total da amostra é 25x102 milímetro. A análise Automática de SPM permite que nós determinem as condições apropriadas da preparação da amostra, por exemplo, em que o prolongamento máximo do grating do polímero é conseguido. Fig.4 demonstra a dependência de uma altura grating na intensidade de luz (para a amostra obtida usando a máscara do inclinação da intensidade). A amostra consiste em 44 áreas: 4 passos e 11 valores da dose da energia foram usados para a formação de grating do polímero. As medidas Automáticas foram executadas no modo de batida. Os resultados da investigação são 4 dependências para cada período grating que mostram mudanças da altura com dose crescente da energia. Esta informação permite a determinação das condições óptimas da preparação para a amostra.

AZoM - Metais, Cerâmica, Polímero e Compostos - Resultados de medidas automáticas da biblioteca das amostras. Dependência da altura do polímero que raspa na intensidade de luz (dose da energia) para 4 passos da raspagem: 5, 10, 20, e 40 mícrons.

Figura 4.

Análise de Áreas Macroscópicas

As Medidas das grandes áreas com SPM são possíveis somente pelo movimento da cabeça de SPM sobre a superfície da amostra pelo sistema de posicionamento. A Análise da espessura do filme rotação-revestido do polímero sobre 3,5 distâncias do cm foi executada com a ajuda de SPM automático. O filme rotação-revestido depositado no silicone foi riscado pela faca (Fig.5) e a espessura do filme foi medida em 19 posições ao longo do risco (Fig.6). As coordenadas daquelas posições salvar no software antes de fazer a varredura. A espessura de filme foi determinada como a distância entre máximos na dependência do número de pixéis em z-coordenadas dos pixéis. A análise da espessura de filme (Fig.6, direito) mostra que a parte média do filme é bastante uniforme; entrementes uma área de 7 milímetros perto da borda do filme tem a espessura variável indicar mover-se da parte externa material durante o rotação-revestimento.

AZoM - Metais, Cerâmica, Polímero e Compostos - imagens Ópticas do risco (o risco é indicado por setas vermelhas).

Figura 5.

AZoM - Metais, Cerâmica, Polímero e Compostos - imagem do risco (esquerdo), determinação da espessura de filme como a distância entre picos nas estatísticas (center), resultado final de SPM: dependência da espessura de filme na distância ao longo do risco (direito).

Figura 6.

Nanolithography Automatizado em Macroarea

Um monolayer do trichlorsilane do octadecyl (OTS) depositado em uma bolacha de silicone pode ser oxidado eletroquìmica usando pontas condutoras de SPM. Em condições normais um a camada fina da água está sempre actual na superfície. Os produtos da Decomposição permitem disso que nós mudem o terminal - grupos3 do CH da camada de OTS a - COOH aplicando da tensão à ponta. A área alterada a menor pode ser tão pequena como o tamanho da ponta (depende igualmente da umidade, da tensão aplicada Etc.). O resultado da oxidação é visível na imagem da força lateral no modo de contacto. A Tradução do teste padrão litográfico sobre a grande área movendo-se da fase de posicionamento forma testes padrões litográficos macroscópicos com o detalhe mínimo que encontra-se na escala do nanômetro. Fig.7 mostra a distribuição da força lateral para um filme oxidado de OTS. A unidade deste teste padrão (Fig.7, deixada) foi traduzida sobre uma grande área movendo-se de posicionar a fase. Fig.7 endireitam a peça das mostras somente da área alterada que é maior do que o tamanho da varredura. Nas unidades do total 100 (uns 10 por 10) que medem 0,2 por 0,2 milímetros foram feitos em menos então 2 horas.

AZoM - Metais, Cerâmica, Polímero e Compostos - microscopia da força Lateral de áreas oxidadas: modele a unidade (saiu), 9 unidades (direitas).

Figura 7.

Nota: Uma lista completa de referências pode ser obtida com referência ao original original.

Autor Preliminar: A. Alexeev e D. Wouters

Source: NT-MDT Co.

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor NT-MDT Co.

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

Last Update: 13. June 2013 07:08

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit