Materiali di imaging dalla biologia alla Microscopia Elettronica con piezoresponse Force (PFM) e Strumenti NTEGRA da NT-MDT

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Di fondo
Introduzione
Domini esagonale Niobato di Litio
Modelli di dominio ferroelettrici in multiferroic manganite
L'apparecchiatura

Di fondo

NT-MDT Co. è stata fondata nel 1991 con lo scopo di applicare tutta l'esperienza accumulata e le conoscenze nel campo delle nanotecnologie per fornire ai ricercatori gli strumenti adatti a risolvere qualsiasi compito possibile che in dimensioni su scala nanometrica. La società NT-MDT è stata fondata nel Zelenograd - il centro di Microelettronica russo. Lo sviluppo prodotti si basano sulla combinazione della tecnologia MEMS, potenza del software moderna, l'uso di componenti di alta gamma microelettronici e parti meccaniche di precisione. Come impresa commerciale NT-MDT Co. esiste dal 1993.

Introduzione

L'elettro-meccanico il comportamento di accoppiamento di molti materiali nei sistemi di bio-membrane cellulari e le proteine ​​a base di materiali elettronici ferroelettrici e piezoelettrici possono ora essere analizzati in dettaglio tramite microscopia a forza piezoresponse (PFM) .

Questa tecnica di imaging è di particolare interesse per lo sviluppo di nuovi dispositivi elettronici, ad esempio quelle basate sulla commutazione di dominio ferroelettrici - sistemi di grande potenziale per futuri sviluppi in settori come la memoria del computer.

PFM utilizza un microscopio a forza di scansione che operano in modalità di contatto con una tensione alternata applicata alla punta della sonda (vedi Fig. 1). Questa tecnica è particolarmente interessante in quanto ha una elevata risoluzione laterale di soli ~ 10-20 nm con una sensibilità sorprendente ~ 12:01 / V.

Figura 1. Schematica set-up di una forza che opera a scansione di sonda come un microscopio a forza piezoresponse. Se desideri vedere le animazioni pieno, per favore, visitate questa pagina

Le immagini di domini ferroelettrici usando questa tecnica è possibile grazie al fatto che il comportamento ferroelettrici implica piezoelettricità, e di conseguenza la mappatura della risposta di un materiale piezoelettrico fornisce un'immagine diretta della sua struttura dominio ferroelettrici.

Domini esagonale Niobato di Litio

Figura 2. L'immagine illustra la struttura esagonale del dominio di niobato di litio - una struttura tipicamente prodotta dal campo di temperatura ambiente poling elettrico. Niobato di litio è un materiale importante per l'impiego nel campo delle telecomunicazioni e dei dispositivi ottici come guide d'onda e modulatori.

Il campione è stato gentilmente dato da C. Gawith, Optoelectronics Research Centre dell'Università di Southampton. Immagine gentilmente concessa da T. Jungk, A. Hoffmann, E. Soergel, Università di Bonn.

Modelli di dominio ferroelettrici in multiferroic manganite

Figura 3. L'immagine è stata prodotta dalla superficie levigata di un z cristallo tagliato ferroelettrici singolo utilizzando PFM. La natura irregolare della immagine illustra rottura dell'ordine ferroelettrici dai campi casuale.

Scansione formato 50 x 50 micron, prodotta utilizzando un sistema NTEGRA Solaris con la testa AFM. Il campione è stato gentilmente dato dal Dr. M. Fiebig. Immagine per gentile concessione Dr. T. Jungk, il Dott. F. Johann, Dr. A. Hoffmann, Dr. E. Soergel, Università di Bonn, Germania

L'apparecchiatura

PFM Un tipico set-up avrebbero utilizzato NTEGRA Aura la registrazione di immagini con DCP11 sonde.