保護所の研究からの MFP-3D 原子力の顕微鏡を使用してシャチ伝導性 AFM のイメージ投射

カバーされるトピック

背景
それがどのように働くか
現在の測定

背景

伝導性 AFM は抵抗サンプルの伝導性の変化の電気性格描写のための強力な現在の感知の技術です。 それはほぼ microamp に femtoamps の hundereds の範囲で現在の測定を可能にします。 伝導性 AFM は同時にサンプルの地形そして現在の分布をマップできます。 それは薄い誘電性のフィルム、 ferro 電気フィルム、 nanotubes、伝導性ポリマー、等を含むいろいろ物質的な性格描写アプリケーションに有用な測定です。

それがどのように働くか

シャチのモジュールは transimpedance のアンプを含んでいる特別設計されていた片持梁ホールダーから成っています。 アンプの利得はユーザーによって選択することができます。 標準値は 5x10 から 5x107 ボルトまで9 /Amp. 及びます。 伝導性 AFM のプローブと片持梁ホールダーが測定をするのに使用されています。 サンプルの集中させた伝導性を測定するための最も容易なイメージ投射モードは接触モード AFM イメージ投射と現在の測定を結合することです。 このアプリケーションノートのすべての画像は 1-2N/m のわずかなばねの定数およびよい摩耗の特性の PtIr によって塗られた Electri レバー (オリンパス) との接触モードを使用して、得られました。 上塗を施してある片持梁は先端の形またはコーティングの不可逆変化と関連付けられるイメージ投射人工物に傷つきやすいです。 これはシャチの測定を解読するとき重要な考察です。

図 1. シャチの片持梁ホールダー。

図 2. シャチのサンプル台紙。

現在の測定

このアプリケーションノートのデータは最初の段階で 5.15x108 ボルトの利得を使用して/amp なされました (図 1) の ORCA-58 を見て下さい。 MFP-3D で、シャチの出力は補助 100kHz ADCs の 1 匹とデジタル化され、次に 1kHz でデジタル式にフィルタに掛けました。 これらの設定のための測定された RMS の騒音は利得の選択の図表で予測されたジョンソンの騒音パフォーマンスに一貫した 0.5pA でした。 図表は 16 ビットでデジタル化される transimpedance のアンプのためのジョンソンの騒音そして関連した現在の範囲を説明します。 ほぼ 1010 ボルト/Amp の利得で、ジョンソンの騒音は 16 ビット ADC の最もよい解像度と同等です。 より小さい利得で、主要な限定は、より高い利得に、 ADC の解像度騒音が支配するジョンソンです。 実用化はまた本管を含む他のある騒音ソースを含みます。 この貢献のサイズはサンプル接続の細部によって決まります。

図 3. 利得の選択の図表

左への図は 1.5 ボルトバイアスでなされる例の画像を示します。 サンプルはユウロピウムによって添加される ZnO の 10nm 厚いフィルムです。 これは特に導電率 AFM の測定のために挑戦する比較的高い抵抗のサンプル、です。 上の接触モードの地勢画像は比較的均一粒状の構造を示します。 しかし中間の現在の画像は非常に低い伝導性領域によって囲まれる高い伝導性のパッチを示します。 MFP-3D の NPS™ Nanopositioning の閉じたループセンサーは再生可能にカラーサークルによって示されているように現在の画像の興味のポイントで片持梁を置くことを可能にします。 先端は MFP-3D を使用してカラーサークルの中心で 「ポイント一突き」力のカーブインターフェイス置かれました。 位置の先端によって、バイアス電圧は -5 から 5 ボルトから掃除され、応答の流れは測定しました。 最下グラフは生じる現在電圧 (iv) カーブを示します。 この図の伝導性のカーブは現在の画像で観察される対照に一貫しています。 具体的には、伝導性は黒い円と、中間マークされる、赤の位置で最も高く青で最も低い。 これはシャチのためのちょうど 1 つの例の測定です。 追加例のために、完全なシャチのアプリケーションノートをダウンロードすることができます。

 

図 4. 地形 (上)、現在の画像 (中間)、および 1.5 ボルト、 2µm のバイアスの ZnO のユウロピウム添加されたサンプルの対応する IV カーブ (底) は Krishnan の実験室のサンプル礼儀、ワシントン州の大学をスキャンします。

ソース: MFP-3D を使用してシャチ伝導性 AFM のイメージ投射
このソースのより多くの情報のために保護所の研究を訪問して下さい

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

Last Update: 13. June 2013 18:00

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