Rappresentazione Conduttiva del AFM dell'ORCA Facendo Uso del Microscopio Atomico della Forza di MFP-3D da Ricerca dell'Asilo

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Come Funziona
Misure Correnti

Sfondo

Il AFM Conduttivo è una tecnica di percezione corrente potente per la caratterizzazione elettrica delle variazioni della conducibilità in campioni resistenti. Permette le misure correnti nell'ordine dei hundereds dei femtoamps quasi ad un microampère. Il AFM Conduttivo può mappare simultaneamente la topografia e la distribuzione corrente di un campione. È una misura utile in un'ampia varietà di applicazioni di caratterizzazione materiale compreso le pellicole dielettriche sottili, le pellicole ferroelettriche, i nanotubes, i polimeri conduttivi, Ecc.

Come Funziona

Il modulo dell'ORCA consiste di un supporto a mensola speciale-progettato che include un amplificatore di transimpedance. Il guadagno dell'amplificatore può essere scelto dall'utente. I valori Standard variano da 5x107 5x109 ai volt/Ampère. Il supporto a mensola è usato con le sonde conduttive del AFM per effettuare la misura. Il modo della rappresentazione più facile per la misurazione della conducibilità localizzata di un campione è di combinare le misure correnti con la rappresentazione del AFM del modo di contatto. Tutte Le immagini in questa nota di applicazione si sono acquistate facendo uso del modo di contatto con una Electri-Leva ricoperta PtIr (Olympus), con una costante nominale della sorgente di 1-2N/m e le buone caratteristiche di usura. Le travi a mensola Rivestite sono vulnerabili ai artefatti della rappresentazione connessi con i cambiamenti irreversibili nella forma o nel rivestimento del suggerimento. Ciò è una considerazione importante quando interpreta le misure dell'ORCA.

Figura 1. supporto della trave a mensola dell'ORCA.

Figura 2. supporto del campione dell'ORCA.

Misure Correnti

I Dati in questa nota di applicazione sono stati fatti facendo uso di un guadagno 5.15x108 dei volt/ampère sulla fase iniziale (vedi ORCA-58 nella Figura 1). Sul MFP-3D, l'output dell'ORCA è stato digitalizzato con una del 100kHz ADC ausiliario e poi digitalmente è stato filtrato a 1kHz. Il disturbo misurato di RMS per queste impostazioni era 0.5pA, coerente con la prestazione di Disturbo di Johnson preveduta nel Diagramma di Selezione di Guadagno. Il diagramma illustra il Disturbo di Johnson e gli intervalli correnti pertinenti per un amplificatore di transimpedance che è digitalizzato a 16 bit. Ad un guadagno di quasi 1010 Volt/Ampère, il disturbo di Johnson è equivalente alla migliore risoluzione di un 16 bit ADC. Ai più piccoli guadagni, la limitazione principale è la risoluzione dell'ADC, agli più alti guadagni, Johnson che il disturbo domina. Le applicazioni Pratiche egualmente comprenderanno alcune altre sorgenti di disturbo compreso i main. La dimensione di questo contributo dipenderà dai dettagli delle connessioni del campione.

Figura 3. Diagramma di Selezione di Guadagno

La figura a sinistra mostra un'immagine di esempio fatta ad una tendenziosità di 1,5 volt. Il campione è una pellicola spessa 10nm di ZnO verniciato Europio. Ciò è un campione relativamente alto di resistività, provocatorio specialmente per le misure del AFM di conduttanza. L'immagine topografica del modo di contatto sulla cima mostra una struttura granulare relativamente costante. L'immagine corrente nel mezzo, tuttavia, mostra le toppe di alta conducibilità circondate dalle regioni molto basse della conducibilità. I sensori del ciclo chiuso di NPS™ Nanopositioning sul MFP-3D permettono riproducibile di posizionare la trave a mensola ad un punto di interesse come indicato dai cerchi colorati nell'immagine corrente. Il suggerimento è stato posizionato nel centro dei cerchi colorati facendo uso del MFP-3D “martello pneumatico un interfaccia della curva della forza del punto„. Con il suggerimento nella posizione, la tensione di polarizzazione è stata spazzata -5 - 5 volt e la corrente di risposta ha misurato. Il grafico inferiore mostra le curve risultanti di corrente-tensione (iv). Le curve della conducibilità nella questa figura sono coerenti con il contrasto osservato nell'immagine corrente. Specificamente, la conducibilità è più alta alla posizione segnata con il cerchio nero, nel fratempo al rosso ed il più basso al blu. Ciò è appena una misura di esempio per l'ORCA. Per gli esempi supplementari, potete scaricare la nota di applicazione completa dell'ORCA.

 

La Figura 4. la Topografia (superiore), immagine corrente (media) ed IV curve corrispondenti (fondo) del campione Europio-Verniciato di ZnO ad una tendenziosità di 1,5 volt, 2µm scandisce la cortesia del Laboratorio di Krishnan, Università del campione di Washington.

Sorgente: Rappresentazione Conduttiva del AFM dell'ORCA Facendo Uso del MFP-3D
Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego la Ricerca dell'Asilo

Date Added: May 9, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 17:56

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