Seitliche Kraft-Mikroskopie von Federhalter-Nanolithography Produzierten Punkten Unter Verwendung EasyScan 2 FlexAFM von Nanosurf

Themen Umfaßt

Hintergrund
Einleitung
Instrumente verwendet
Seitliche Kraft-Mikroskopie

Hintergrund

Nanosurf ist ein führender Anbieter von bedienungsfreundlichen Atomkraftmikroskopen (AFM) und von Scannentunnelbaumikroskopen (STM). Unsere Produkt und Service werden von den Fachleuten weltweit vertraut, um ihnen zu helfen, 3D Oberflächeninformationen zu messen, zu analysieren und vorzulegen. Unsere Mikroskope übertreffen durch ihre kompakte und elegante Auslegung, ihre leichte Handhabung und ihre absolute Zuverlässigkeit.

Einleitung

Einige verschiedene Lithographietechniken existieren, die Modifikation von Materialoberflächen während oder nach ihrem microfabrication erlauben. Eins von den vielseitigsten dieser Techniken ist vermutlich der so genannte Federhalter Nanolithography® (DPN). DPN® ist das nanoscale, das mit dem Schreiben mit einem Füllfederhalter gleichwertig ist, in dem die Spitze eines Atomkraftmikroskop (AFM)kragbalkens als der Stift auftritt (Abbildung 1). Die „Tinte“, die aus einer großen Vielfalt von nanoscale Materialien bestehen kann, wird von der Spitze auf die Beispieloberfläche durch einen Wassermeniskus übertragen, der sich automatisch zwischen Umkippung und Oberfläche an der umgebenden Feuchtigkeit bildet.

Abbildung 1. Prinzip des Federhalters Nanolithography® (DPN). (Gelassenes) Belasten: Ein Kragbalken wird in ein Nano-gut „der Tinte“ eingetaucht und wird eingefahren. (Rechtes) Schreiben: Der belastete Kragbalken wird in Kontakt mit der Schreibensoberfläche geholt, und „Tinte“ wird durch einen selbst-Formungswassermeniskus abgegeben. Bildhöflichkeit von Nanoink Inc.

Die Stärke von DPN® liegt in seiner hohen kopierenden Auflösung (15 nm) und in der Genauigkeit (5 nm). Auf diese Weise, ist es möglich, neue Substanzen (z.B. Thiolalkohole oder andere Chemikalien) auf eine Oberfläche in einer in hohem Grade esteuerten Art und auf einer kleinen Schuppe, mit dem Ergebnis des Erregens von Neuanmeldungen abzugeben. Die Technik des Federhalters Nanolithography® wurde von Professor Tschad Mirkin an Nordwestlichem im Jahre 1999 berichtet, das die Patente für den Prozess zugesprochen wurde. Die ausschliessliche Lizenz für die DPN®-Technologie befindet sich mit NanoInk, Inc., die der einzige Anbieter für DPN®-Gerät ist. Die Eigenschaften von den Materialien, die durch DPN® abgegeben werden, werden normalerweise durch Seitliche Kraft-Mikroskopie studiert (LFM), da sie eine der wenigen Techniken ist, die zum Entdecken von materiellen Unterschieden an solchen hohen Auflösungen fähig sind. Die easyScan 2 FlexAFM Angebote LFM Nanosurf im Verbindung mit der leichten Handhabung, es eine offensichtliche Wahl für DPN®-Analyse treffend.

Instrumente verwendet

Alle Maße wurden mit einem Scan-Kopf Scans Nanosurf easyScan 2 FlexAFM Großen (100 µm Arbeitsbereich) durchgeführt, der mit einem freitragenden CONTR-Baumuster ausgerüstet wurde und im Modus der Seitlichen Kraft in einer Luft betrieben war.

Seitliche Kraft-Mikroskopie

Seitliche Kraft-Mikroskopie erlaubt, dass Bereiche mit verschiedenen Reibungsattributen unterschieden werden. Unterschiede bezüglich der Reibungsattribute können durch Unterschiede bezüglich der Viskosität, der Elastizität, des Beitrittes, der haarartigen Kräfte, der Oberflächenchemie, oder der elektrostatischen Interaktionen der betroffenen Materialien entstehen. Wenn ein Kragbalken statisch und senkrecht zu seinem Längsschwerpunkt gescannt wird, tritt ein Dreh- Verbiegen des Kragbalkens auf. Der Winkel der Drehung ist zur seitlichen Kraft proportional, die nach der Spitze handelt. Beim Bewegen über ein Planum mit den Regionen, die verschiedene Reibungsattribute zeigen, ist der Winkel der Drehung für jede Region unterschiedlich. Diese Regionen mit verschiedenen Reibungsattributen können deshalb abgebildet werden und ihre Eigenschaften analysiert werden (Abbildung 2).

Abbildung 2. FLUGHANDBUCH-Aufnahmen auf den Alkanethiolmolekülen abgegeben auf Gold unter Verwendung des Federhalters Nanolithography® (DPN), NanoInks patentierter Prozess für Absetzung von nanoscale Materialien auf eine Substratfläche. (Gelassene) Topographiedaten. (Rechte) Daten der Seitlichen Kraft. Der kombinierte Scan-Bereich der zwei Bildhälften entspricht µm 1,0 µm x 1,0.

Da der freitragende Belastung Normal zur Oberfläche ein seitliches Bauteil an geneigten Oberflächenmerkmalen hat, hat Oberflächentopographie einen Einfluss auf die seitliche Kraftmessung. Glücklicherweise zu unterscheiden ist möglich, zwischen dem seitlichen Ausschlag wegen der topographischen Merkmale der Oberfläche und wegen der Reibungskräfte, indem man einfach den Vorwärts- und rückwärtigen Scan der FLUGHANDBUCH-Bilder vergleicht. Der seitliche Ausschlag wegen der Reibungskräfte ändert Zeichen, während das, das durch Topographie nicht produziert wird tut (vergleichen Sie Abbildung 3, nach links und nach rechts).

Abbildung 3. Unterschiede zwischen den seitlichen Kräften verursacht durch Reibung und den verursacht durch topographische Merkmale der gescannten Oberfläche. (Gelassene) Spiegelung des seitlichen Ausschlags wegen der Reibungskräfte. (Recht) Keine Spiegelung mit topographisch verursachtem seitlichem Ausschlag. Alle Vorwärtsscan-Spuren sind im Blau, rückwärtige Scan-Spuren im Rot.

Abhängig von der Elastizität der Probe, kann die Beispieloberfläche während der Maße im Modus der seitlichen Kraft verformt werden, besonders wenn sie steile Neigungen oder hohe topographische Merkmale hat. Diese Deformation führt möglicherweise zu den Artefakten im Maß oder sogar zu Schaden der Probe wegen der übermäßigen seitlichen Kräfte, die aus diesen Merkmalen sich ergeben. Um diese schädlichen Wirkungen zu vermeiden, vergewissern Sie sich dass die effektive Steifheit der Oberfläche höher als die Dreh- Steifheit des Kragbalkens ist.

LFM ist erfolgreich verwendet worden, um Oberflächenverunreinigungen, chemische Bedingungen und Reibungseigenschaften von Materialien wie Halbleitern, Polymeren, Dünnfilmen und Datenspeichergeräten nachzuforschen.

Quelle: Nanosurf

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte Nanosurf

Date Added: Oct 19, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:13

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