Imagem Lactente Condutora do AFM da ORCA Usando o Microscópio Atômico da Força de MFP-3D da Pesquisa do Asilo

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Como Trabalha
Medidas Actuais

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O AFM Condutor é uma técnica de detecção actual poderosa para a caracterização elétrica de variações da condutibilidade em amostras resistive. Permite medidas actuais na escala dos hundereds dos femtoamps quase a um microampère. O AFM Condutor pode simultaneamente traçar a topografia e a distribuição actual de uma amostra. É uma medida útil em uma grande variedade de aplicações da caracterização material que incluem filmes dieléctricos finos, filmes ferro-elétricos, nanotubes, polímeros condutores, Etc.

Como Trabalha

O módulo da ORCA consiste em um suporte especial-projetado do modilhão que inclua um amplificador do transimpedance. O ganho do amplificador pode ser escolhido pelo usuário. Os valores Padrão variam de 5x107 5x109 aos volts/ampère. O suporte do modilhão é usado com pontas de prova condutoras do AFM para fazer a medida. O modo o mais fácil da imagem lactente para medir a condutibilidade localizada de uma amostra é combinar as medidas actuais com a imagem lactente do AFM do modo de contacto. Todas As imagens nesta nota de aplicação foram adquiridas usando o modo de contacto com uma Electri-Alavanca revestida PtIr (Olympus), com uma constante nominal da mola de 1-2N/m e boas características do desgaste. Os modilhões Revestidos são vulneráveis aos produtos manufacturados da imagem lactente associados com as mudanças irreversíveis na forma ou no revestimento da ponta. Esta é uma consideração importante ao interpretar medidas da ORCA.

Figura 1. suporte do modilhão da ORCA.

Figura 2. montagem da amostra da ORCA.

Medidas Actuais

Os Dados nesta nota de aplicação foram feitos usando um ganho 5.15x108 dos volts/ampère na fase inicial (veja ORCA-58 em Figura 1). No MFP-3D, a saída da ORCA foi digitada com o um do 100kHz auxiliar CAD e então filtrada digital em 1kHz. O ruído medido do RMS para estes ajustes era 0.5pA, consistente com o desempenho do Ruído de Johnson previsto na Carta da Selecção do Ganho. A carta ilustra o Ruído de Johnson e as escalas actuais relevantes para um amplificador do transimpedance que seja digitado em 16 bits. Em um ganho de quase 1010 Volts/Ampère, o ruído de Johnson é equivalente à melhor definição de um CAD de 16 bits. Em ganhos menores, a limitação principal é a definição do CAD, em uns ganhos mais altos, Johnson que o ruído domina. As aplicações Práticas igualmente envolverão algumas outras fontes de ruído que incluem canos principais. O tamanho desta contribuição dependerá dos detalhes das conexões da amostra.

Figura 3. Carta da Selecção do Ganho

A figura à esquerda mostra uma imagem do exemplo feita em uma polarização de 1,5 volts. A amostra é um filme 10nm grosso de ZnO lubrificado Európio. Esta é uma amostra relativamente alta da resistividade, desafiando particularmente para medidas do AFM da condutibilidade. A imagem topográfica do modo de contacto na parte superior mostra uma estrutura granulado relativamente uniforme. A imagem actual no meio, contudo, mostra as correcções de programa da condutibilidade alta cercadas por regiões muito baixas da condutibilidade. Os sensores do laço fechado de NPS™ Nanopositioning no MFP-3D tornam possível posicionar reprodutìvel como mostrado o modilhão em um ponto do interesse pelos círculos coloridos na imagem actual. A ponta foi posicionada no centro dos círculos coloridos usando o MFP-3D “picareta um relação da curva da força do ponto”. Com a ponta em posição, a tensão diagonal foi varrida -5 a 5 volts e a corrente da resposta mediu. O gráfico inferior mostra as curvas resultantes da actual-tensão (iv). As curvas da condutibilidade nesta figura são consistentes com o contraste observado na imagem actual. Especificamente, a condutibilidade é a mais alta na posição identificada por meio do círculo preto, in-between no vermelho, e mais baixo no azul. Esta é apenas uma medida do exemplo para a ORCA. Para exemplos adicionais, você pode transferir a nota de aplicação completa da ORCA.

 

A Figura 4. Topografia (superior), imagem actual (média), e curvas IV correspondentes (parte inferior) da amostra Európio-Lubrificada de ZnO em uma polarização de 1,5 volts, 2µm faz a varredura da cortesia do Laboratório de Krishnan, Univ da amostra. de Washington.

Source: Imagem Lactente Condutora do AFM da ORCA Usando o MFP-3D
Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor a Pesquisa do Asilo

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

Last Update: 13. June 2013 21:20

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