Microscopia da Força Lateral de Pontos Produzidos Nanolithography da Mergulho-Pena Usando EasyScan 2 FlexAFM de Nanosurf

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Fundo
Introdução
Instrumentos usados
Microscopia da Força Lateral

Fundo

Nanosurf é um fornecedor principal de microscópios atômicos fáceis de usar da força (AFM) e de microscópios da escavação de um túnel da exploração (STM). Nossos produtos e serviço são confiados por profissionais no mundo inteiro para ajudá-los a medir, analisar, e apresentar a 3D a informação de superfície. Nossos microscópios primam com seu projecto compacto e elegante, de sua manipulação fácil, e sua confiança absoluta.

Introdução

Diversas técnicas diferentes da litografia existem que permitem a alteração de superfícies materiais durante ou depois de seu microfabrication. Um do mais versáteis destas técnicas é provavelmente a Mergulho-Pena assim chamada Nanolithography® (DPN). DPN® é o nanoscale equivalente à escrita com uma pena de fonte, em que a ponta de um modilhão atômico do microscópio (AFM) da força actua como a pena (Figura 1). A “tinta”, que pode consistir em uma grande variedade de materiais do nanoscale, é transferida da ponta à superfície da amostra através de um menisco da água que forme automaticamente entre a ponta e a superfície na umidade ambiental.

Figura 1. Princípio da Mergulho-Pena Nanolithography® (DPN). Carregamento (Deixado): Um modilhão é mergulhado em um nano-bem da “tinta” e retraído. Escrita (Direita): O modilhão carregado é trazido no contacto com a superfície da escrita, e a “tinta” está sendo depositada através de um menisco deformação da água. Cortesia de Imagens de Nanoink Inc.

A força de DPN® encontra-se em sua definição de modelação alta (15 nanômetro) e em precisão (5 nanômetro). Esta maneira, é possível depositar substâncias novas (por exemplo Tiolatos ou outros produtos químicos) em uma superfície em uma maneira altamente controlada e em uma escala minúscula, tendo por resultado novas aplicações de excitação. A técnica da Mergulho-Pena Nanolithography® foi relatada pelo Professor Chade Mirkin em Do Noroeste em 1999, que foi concedido as patentes para o processo. A licença exclusiva para a tecnologia de DPN® reside com o NanoInk, Inc., que é o único fornecedor para o equipamento de DPN®. As características dos materiais depositados por DPN® são estudadas geralmente pela Microscopia da Força Lateral (LFM), porque é uma de poucas técnicas capazes de detectar diferenças materiais em tais altas resoluções. Ofertas easyScan LFM de Nanosurf as 2 FlexAFM em combinação com a manipulação fácil, fazendo lhe uma escolha óbvia para a análise de DPN®.

Instrumentos usados

Todas As medidas foram executadas com cabeça de varredura easyScan da Varredura de Nanosurf 2 FlexAFM uma Grande (escala da varredura de 100 µm) equipada com um tipo modilhão de CONTR e operada no modo da Força Lateral no ar.

Microscopia da Força Lateral

A Microscopia da Força Lateral permite que as áreas com atributos de fricção diferentes sejam distinguidas. As Diferenças em atributos de fricção podem elevarar com as diferenças na viscosidade, na elasticidade, na adesão, nas forças capilares, na química de superfície, ou em interacções electrostáticas dos materiais envolvidos. Quando um modilhão é feito a varredura estaticamente e perpendicular a sua linha central longitudinal, uma dobra de torção do modilhão ocorre. O ângulo da torsão é proporcional à força lateral que actua na ponta. Ao mover-se sobre uma superfície plana com as regiões que mostram atributos de fricção diferentes, o ângulo da torsão será diferente para cada região. Estas regiões com atributos diferentes da fricção podem conseqüentemente ser traçadas, e suas propriedades ser analisadas (Figura 2).

Figura 2. gravações do AFM nas moléculas do Alkanethiol depositadas no ouro usando a Mergulho-Pena Nanolithography® (DPN), o processo patenteado de NanoInk para o depósito de materiais do nanoscale em uma carcaça. Dados (Deixados) da Topografia. Dados (Direitos) da força Lateral. A área combinada da varredura das duas metades da imagem corresponde 1,0 ao µm do µm x 1,0.

Porque o normal da carga do modilhão à superfície tem um componente lateral em características de superfície inclinados, a topografia de superfície tem uma influência na medida da força lateral. Felizmente, é possível distinguir entre a deflexão lateral devido às características topográficas da superfície e devido às forças de fricção simplesmente comparando a varredura dianteira e inversa das imagens do AFM. A deflexão lateral devido às forças de fricção muda o sinal quando esse produzido pela topografia não fizer (compare Figura 3, à esquerda e certo).

Figura 3. Diferenças entre as forças laterais causadas pela fricção e essas causadas por características topográficas da superfície feita a varredura. Espelhar (Deixado) da deflexão lateral devido às forças de fricção. (Direito) Nenhum espelhar com deflexão lateral topogràfica induzida. Todos Os traços dianteiros da varredura estão no azul, traços inversos da varredura no vermelho.

Segundo a elasticidade da amostra, a superfície da amostra pode ser deformada durante medidas no modo da força lateral, especialmente quando tem declives íngremes ou características topográficas altas. Esta deformação pode conduzir aos produtos manufacturados na medida ou mesmo a dano da amostra devido às forças laterais excessivas que elevaram destas características. Para evitar estes efeitos deletérios, certifique-se que a rigidez eficaz da superfície é mais alta do que a rigidez de torção do modilhão.

LFM foi usado com sucesso para investigar as contaminações de superfície, especificações químicas, e características de fricção dos materiais tais como semicondutores, polímeros, filmes finos, e dispositivos do armazenamento de dados.

Source: Nanosurf

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor Nanosurf

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

Last Update: 13. June 2013 23:36

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