KickUpplösning som Avläser Termisk Microscopy (SThM) med XE-Serier det Atom- StyrkaMikroskopet från Parkerar System

Ämnet Listar

Bakgrund
KickUpplösning som Avläser Termisk Microscopy (SThM) med XE-Serierna AFM
XE-serier Nano Termisk Sond
TemperaturKontrastFunktionsläge (TCM)
ConductivityKontrastFunktionsläge (CCM)
Nanoscaled Termiskt Avbilda vid XE-Serierna

Bakgrund

Parkera System är den Atom- ledare för Styrka (AFM)Mikroskopteknologi som ger produkter som tilltalar kraven forskar allra och industriella nanoscaleapplikationer. Med en unik bildläsare planlägg, som låter för den Riktiga Non-Kontakten som avbildar i flytande och, luftar miljöer, alla system är fullständigt - kompatibelt med ett långt lista av innovativa och kraftiga alternativ. Alla system är planlagd lätt-av-bruk, exakthet och hållbarhet i åtanke och ger dina kunder med de ultimat resurserna för meetiong alla gåva- och framtidsbehov.

Parkera Systems omfattande portfölj av produkter, programvara, servar, och sakkunskap matchas endast av vår förpliktelse till våra kunder, Skryta den längsta historien i AFM-branschen.

KickUpplösning som Avläser Termisk Microscopy (SThM) med XE-Serierna AFM

Det har växt intresserar i värmaspridningen av nanostructured material. XE-serien som Avläser Termiskt funktionsläge för Microscopy (SThM) framkallades för att sondera termisk rekvisita på den jämna nanoscalen. Detserier SThM bruket nanofabricated termiska sonder för att uppnå den rumsliga aldrig tidigare skådade kicken, och den termiska upplösning och känsligheten med ett unikt signalerar upptäcktsintrig.

Den SThM tekniken av XE-serierna kartlägger den termiska rekvisitan av ta prov ytbehandlar, genom att använda en nanofabricated termisk sond med en som gör motstånd beståndsdel. XE-serien SThM är tillgängliga itu funktionslägen, Termisk KontrastMicroscopy (TCM) och KontrastMicroscopy för Termisk Conductivity (CCM). TCM låter användaren mäta temperaturvariationerna på en ta prov ytbehandlar. CCM låter användaren mäta variationer av termisk conductivity på en ta prov ytbehandlar.

Figurera shows 1 det schematiska diagrammet av detserier SThM systemet. En formad som gör motstånd beståndsdel ”för V” monteras på avsluta av en cantilever. Fördriva distansera mellan sondspetsen och ta prov ytbehandlar kontrolleras av vanlig AFM-intrig, den termiska sonden bildar en lägger benen på ryggen av en Wheatstone överbryggar (Figurera 1). Det är denna Wheatstone överbryggar, som återkopplingar, justerar, och balanserar överbryggaspänningen för att mäta sond temperatur (TCM) eller för att underhålla en konstant sondtemperatur (CCM).

Figurera 1. Schematiskt diagram av detserier SThM systemet.

En topografisk AFM avbildar kan frambringas från ändringar i cantilever'sens amplitudavböjningen. Således kan topographic information avskiljas från lokalvariationer i prövkopians termiska rekvisita, och de två typerna av avbildar kan samlas samtidigt.

XE-serier Nano Termisk Sond

Den nyckel- delen av SThMen är den SThM spetsen, som servar som en motståndstermometer (eller en värmeapparat i CCM funktionsläge) samtidigt som en AFM-spets. Den termiska beståndsdelen av en cantilever reagerar olikt till ändringar i termisk conductivity och orsakar cantileveren för att avböja. Föregående SThM designer kunde inte ge tillräcklig rumslig och termisk upplösning som begränsades kritiskt av geometrin av enbaserad termisk sond, dvs. binder Wollastone. XE-serien SThM använder en nanofabricated termisk sond var en som gör motstånd beståndsdel mönstras lithographically på AFM-spetsen.

Figurera 2 (a), och 2 shows som (b) avläser elektronmicroscopy, (SEM) avbildar av en Wollaston binder den termiska sonden och nanofabricated termiska sonden som används i XE-serierna SThM. Spetsradien av den nanofabricated sonden är omkring 100 som nm som möjliggör kickupplösningsthermalen, avbildar bildläsningsstunder, som av en Wollaston binder sonden är större, än flera hundra nm.

Figurera 2. SEM 2000 avbildar av (a) XE-serier en Nano Termisk Sond, och (b) binder en Wollaston.

I Figurera 3 och 4, göras en jämförelse mellan XE-serier den Nano Termiska Sonden och en Wollastone binda sonden. Avbildade tar prov är vätesilsesquioxane (HSQ) postar med 1 µmdiameter på en silikonsubstrate. De specificerade skillnaderna i upplösning för topographic och termisk conductivity visas klart med XE-serier den Nano Termiska Sonden som har överlägsen rumslig och termisk upplösning. Please noterar att sådan dramatiska förbättringar i upplösning och känslighet realiseras endast genom att kombinera fördelarna av den nanofabricated termiska sonden och den SThM funktionslägekänsligheten som erbjuds av XE-serierna.

Figurera 3. Topografi avbildar jämförelse av HSQ postar av 1 en mmdiameter som mönstras på en silikonsubstrate (bildläsningen för 5 µm storleksanpassar) som använder, XE-serier (a) den Nano Termiska Sonden, och (b) binder Wollastone.

Figurera 4. Termisk conductivity avbildar jämförelse av HSQ postar av 1 en mmdiameter som mönstras på en silikonsubstrate (bildläsningen för 5 µm storleksanpassar) som använder (a) XEseries den Nano Termiska Sonden, och (b) binder Wollastone.

TemperaturKontrastFunktionsläge (TCM)

I TCM-funktionsläge används den som gör motstånd beståndsdelen av XE-serier den Nano Termiska Sonden som en motståndstermometer. Temperaturen av den termiska sonden ändrar, som spetsen avläser ytbehandla enligt ytbehandlatemperaturen. Ändring av bindatemperaturblytaket till ändring av dess motstånd. Temperaturen av en mycket liten region kan mätas av spring en konstant ström som ses till som ”SondStrömmen,” till och med sonden och att mäta motståndet, som visat in Figurera 5.

Figurera 5. Schematiskt diagram av TCM-funktionsläget.

Först sätts spetsen in i termisk equilibrium med ta prov ytbehandlar, och thus är dess motstånd konstant. På denna tid justeras variabelmotståndet i överbrygga, så att den potentiella skillnaden mellan peka 1 och 2 blir nolla. Därefter ändrar temperaturen av sonden, som sonden avläser över ytbehandla. Den motsvarande ändringen i ska sondmotstånd förändrar spänningen balanserar av överbrygga och att ändra spänningsskillnaden mellan pekar 1 och 2. Detta ses till som ”det SThM felet”. Detta SThM fel är van vid frambringar SThMen avbildar i TCM-funktionsläge.

Strömmen som passeras till och med sonden i TCM, är fastställd att vara liten nog som ingen själv-uppvärmning av sonden uppstår. (Motståndsändring den skulle självuppvärmningen orsakar tack vare fel i temperaturmätning.), Också i TCM-funktionsläge, rusar scanningen begränsas vid tiden som den tar för att spetsen ska ne termisk equilibrium med ta prov ytbehandlar.

ConductivityKontrastFunktionsläge (CCM)

I ConductivityKontrastFunktionsläge (CCM) används den som gör motstånd beståndsdelen av XE-serier den Nano Termiska Sonden som en som gör motstånd värmeapparat. Tillräcklig energi appliceras till den sondspetsuppehället som den på en fastställd temperatur via en återkoppling kretsar. Energin som krävs att underhålla den fastställda temperaturen, föreställer den termiska conductivityen för lokalen. Det Schematiska diagrammet av CCMEN visas in Figurerar 6.

Figurera 6. Schematiskt diagram av funktionsläget CCM.

När den upphettade sonden, ställer in på förhand på en värdera som mycket är högre än en ta provtemperatur, gör kontakten, värmer flöden från sonden till ta prov och att resultera i kyla av sonden. Återkopplingen avkänner denna förskjutning, balanserar överbryggaspänningen, och återställanden som sond motstånd (eller temperaturen) till dess ställer in på förhand, värderar. De rå datan från SThMen av XE-serierna reflekterar återkopplingsspänningen, V somout appliceras till överbrygga. Emellertid är den termiska conductivityen av prov proportionell till värmaflödet (~Vout2), när spetsen är i kontakt med en ta prov. En enkel kalibreringsmetod kan genomföras för mätning för termisk conductivity för evig sanning.

Värmaflödet mellan spetsen och prov under utredning kontrolleras av de efter trena dela upp i faktorer;

  • Termisk conductivity av ta prov
  • Kontaktområde av sonden
  • Temperaturskillnad av sonden och ta prov

För mest av tar prov ändringarna för kontaktområde av sond-ta prov är den försumbara och, dess stora thermalen samlas tack vare, ta provremainsna på en konstant temperatur (temperaturskillnaden mellan sondspetsen och stagkonstanten för ta prov, sedan temperaturen av sonden kontrolleras av återkopplingen, kretsar också). Som ett resultat värmer ändringarna in flöde ska orsakas endast av ändringar i termisk conductivity av ta prov.

Som den termiska conductivityen av ta prov varierar under bildläsningen, sond ansar temperatur för att ändra, emellertid överbryggar Wheatstonen bruk det SThM felet, och återkoppling kretsar för att balansera spänningen som appliceras till spetsen för att underhålla dess temperaturkonstant, på ställa in på förhand, värderar.

Nanoscaled Termiskt Avbilda vid XE-Serierna

Figurera 7 shows kickupplösningstopografin, och termisk conductivity avbildar av en diameter HSQ för en mm 4,3 postar på en silikonsubstrate vid XE-serierna SThM med den Nano Termiska Sonden. Inhomogeneity i den termiska conductivityen, tack vare impurities i HSQ-sammansättning, observeras i kontrast till en lägenhettopografi. Upplösning och känsligheten för Sådan kick kan termisk endast realiseras av XE-serierna SThM.

Figurera 7. (a) KickupplösningsSThM topografi och (b) termisk conductivity avbildar av en HSQ postar med diametern för en mm 4,3 på en silikonsubstrate (bildläsningen för 5 µm storleksanpassar), vid XEseriesen SThM med den Nano Termiska Sonden.

I Figurera 8 kickupplösningstopografin, och termisk conductivity av mindre HSQ postar med 0.2µm som diametern på en silikonsubstrate avbildas, igen, genom att använda XE-serierna SThM med den Nano Termiska Sonden. I den termiska conductivityen avbilda, en kan också observera impuritiesna, som inte är påtaglig i topografi.

Figurera 8. (a) KickupplösningsSThM topografi och (b) termisk conductivity avbildar av HSQ postar med 0,2 en mmdiameter på en bildläsning för µm för silikonsubstrate 5 storleksanpassar) vid XEseriesen SThM med den Nano Termiska Sonden.

Det visas tydligen att XE-serien SThM har en överlägsen rumslig och termisk upplösning som jämförs till föregående SThMs. Det öppna övre stora möjligheter i nanoscaleutredningen av termisk rekvisita i olika nanostructured material.

Källa: Avläsande Termisk Microscopy (SThM) - Applikation Noterar Parkerar by System

För mer information på denna källa behaga besök Parkerar System

Date Added: Apr 17, 2008 | Updated: Sep 19, 2013

Last Update: 19. September 2013 11:34

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit