氧化锌使用 XE 串联基本强制显微镜的 Nanorod 范例的描述特性 (AFM)由公园系统

包括的事宜

关于公园系统
通用对价
XE 串联系统概览
ZnO Nanorod 范例的通用调查
结论

关于公园系统

公园系统基本强制显微镜 (AFM)技术领先者,提供解决所有研究和行业 nanoscale 应用的需求的产品。 允许在液体和空电设施的真的没有接触的想象的一个唯一扫描程序设计,所有系统与创新和强大的选项一个较的列表是完全兼容的。 所有系统是被设计的容易使用、准确性和耐久性在头脑里,并且提供您的客户以最终资源为 meetiong 所有今后需要。

吹嘘 AFM 行业的悠久的历史,产品公园系统的全面投资组合,软件、服务和专门技术由我们的承诺仅符合给我们的客户。

通用对价

氧化锌 (ZnO) - 与一个稳定的纤锌矿结构的一个宽 bandgap (3.4 eV) II-VI 化合物半导体 (a = 0.325 毫微米, c = 0.521 毫微米) - 在电子,光电子和 magnetoelectronic 设备应用的聘用极大的潜在。 迄今,它吸引了其唯一属性的密集研究工作和在透明电子,紫外光放射器、压电设备、化工传感器和空转电子的多才多艺的应用。 基于其卓越的物理属性和设备小型化的刺激,大工作成绩集中于 ZnO nanomaterials 的综合、描述特性和设备应用。 同样地,各种各样的 ZnO nanostructures,例如 nanowires, nanotubes, nanorings 和纳诺tetrapods 用各种各样的方法顺利地增长,包括化学气相沉积、热量蒸发、电附着等等。 这些结构从属于对电子运输、紫外感觉放射、的气体和 ferromangnetic 掺杂的研究,并且重要进步取得了。

图 1. 六角增长的 ZnO nanorod。

ZnO nanostructures 的应用潜在客户主要依靠这个能力控制他们的地点、对准线和信息的记录密度。 垂直对齐的 nanowires/nanorods 有对电子域放射器、垂直的晶体管和发光二极管 (LEDs) 的有为的申请,因而受到了极大关注。 虽然 ZnO nanostructures 的垂直的对准线可以由一个电场协助解决,多数案件的,对准线通过点阵匹配认识到在 ZnO 和使用的这个基体之间。 外延基体的几种类型使用,包括青玉、 GaN, ZnO 影片被涂上的基体、 SiC 和 Si。 虽然青玉是用途广泛作为 ZnO nanowires 垂直的增长的外延基体,能被看见 GaN 可能是一名更好的候选人,因为它有一种相似的晶体结构和格子常数对 ZnO。 在 GaN 外延层增长的 Nanowires 比在青玉生产的那些显示了更好的垂直的对准线。 使用 GaN 的另外的好处作为而不是青玉的基体材料 (并且/或者基于 ZnO) 在这个情况 GaN 有好电子属性和它休息是更加容易服用掺杂物达到 p 型的材料。

因为为粒状材料的传统评定使用的方法不适用,各自的 nanostructues 机械, piezoelectrical,光学和磁性的直接测量相当富挑战性。 一般,透射电镜术 (TEM)和扫描电子显微镜术 (SEM)被使用观察和评定 nanorods/nanowires 的实体尺寸和取向。 然而,这些常规方法陈列主要限制。 在这些中是空间分辨率,范例准备技术,花费的时间收集数据等等。 另外,除关于范围和取向的信息以外没有其他物理属性特性可能用 TEM 和 SEM 方法调查。 另一方面,基本强制显微镜 (AFM)为不仅调查机械性能 (范围、取向、有弹性属性等等),而且 ZnO 纳诺结构的电子和磁性特性提供简单,高效和非破坏性的替代。

传统 AFM 工具设计了与依靠 XYZ 压电管扫描程序的扫描结构的核心。 同样地,干扰和非线形性在此设计固有地被建立了。 XE 串联浏览系统,由公园系统开发了分离 X - Y 和 Z 扫描程序和介绍作为下一代 AFM 设计。 结果,这个真的没有接触的模式启动了。

XE 串联系统概览

XE 扫描系统是产生竞争力 XE 串联 AFMs 的核心特点。 公园系统的创新扫描程序设计从 X - Y 扫描程序分隔 Z 扫描程序,启用例外 Z 伺服性能、正交性和扫描准确性。

在 XE 扫描技术 2. 的图, XE 串联 AFMs 基础上提供多种 SPM 模式以未清稳定性和适用性。

Z 扫描程序,控制 AFM 技巧垂直的移动并且对获取表面形态学信息是根本的,从移动在 X 和 Y 水平的方向的一个范例的 X - Y 扫描程序完全地被分离。 从这个结构, XE 串联 AFMs 从一个根本立场取消背景曲度和有效消灭对常规压电管基于 AFM 系统是内在的干扰和非线形性问题。

Z 扫描程序比常规压电管扫描程序被设计有更高的谐振频率。 为此,一个被堆积的压电致动器为 Z 扫描程序使用用强推挽式的强制,当适当地预先输入。 因为 XE 扫描系统的 Z 伺服回应是非常准确的,探测可能精密地按照范例的陡峭的曲度,无需失败或坚持表面。

在 XE 扫描系统, X - Y 扫描程序是机体引导的弯曲扫描程序,用于浏览在 X 和 Y 方向的一个仅范例。 X - Y 扫描程序的弯曲铰链结构保证高度与最小的外飞机行动的正交第 2 个移动。 XE 扫描系统的第 2 个弯曲阶段只有 1-2 毫微米 50 µm 的扫描范围的外飞机行动,与内在 80 毫微米比较由常规 AFMs 压力 electrictube 扫描程序在同样的扫描范围。

对称弯曲扫描程序设计在这个范例比可能由一个压电管类型扫描程序也使成为可能安置更大的范例演出通常适应。 此外,这个对称启用保持扫描程序被平衡,既使当范例被装载,因此 X - Y 扫描程序的动力没有由范例持有人和这个被装载的范例误解。 因为弯曲扫描程序只移动这个 X - Y 方向,它可以浏览以更高的速率 (10 Hz ~ 50 Hz) 比对标准 AFM 可能的。

XE 串联不仅达到产生创新风的 AFM 性能的结构设计创新,但是它给电子也带来科技目前进步水平改善。 XE 控制电子学合并有精确度软件的先进的数字式电路和授权高速和高容量数据处理,被设计启用扫描程序, AFM 核心部件,提供高效,准确和快速控制的硬件元件和实现稳定的图象的购买甚而在 10 Hz 之外的扫描速度。

除高速评定能力以外, XE 的电子由闭环扫描系统精密地控制 AFM 系统的移动,是不可缺少的映射每个另外的属性到点改进的地形学详细资料。 即使 AFM 系统可能获取数据在多方式下,除非这个系统显示评定的确切的位置,它需要软件更正 (或定标) 映射关于这个确切的位置的数据。 由重测图的软件的更正很好通常运作,当想象区是相当地小的时,但是闭环扫描是可适用的在任何想象区没有畸变。

ZnO Nanorod 范例的通用调查

在表 3 (a) 和 3 (b) 显示真的没有接触的 AFM 表面地势图象在 5 µm x ZnO 在象 GaN 的基体增长的 nanorod 范例 5 µm 缩放比例。 对于 GaN 增长,青玉是选择基体。 这些 ZnO nanorod 标本通过安置 GaN 模板增长在锌硝酸盐和 hexamethyltetramine 的解决方法被暂挂的在温度 60 个 °C。 垂直和水平地针对的 nanorods 被观察。 图 3 (a) 显示扫描区的三维 (3D) 图,而图 3 (b) 显示顶部图象视图和线路配置文件分析结果。 基于图 3 (b) 数据,垂直针对的标本的典型的高度在 0.3 毫微米到 0.6 毫微米范围,而为这个水平的案件,这个长度在 1.1 µm 到与直径的 2.0 µm 范围至 1.2 µm。

图 3 (a)

 

图 3 (b)

在 GaN 模板 (a) 3D 视图的图 3. 表面形态学在 ZnO 增长的 nanorod 范例 5 µm × 5 µm 缩放比例和 (b) 与线路分析信息的顶视图。 这个图象获取了使用在 0.15 Hz 的高长宽比技巧探测与 256 x 256 象素解决方法。

如图 3 (a) 和 3 (b) 所显示,图 4 (a) (SEM) 和 4 (b) 浏览同一个标本的电子显微镜术图象。 图象放大分别为图的 4 (a) 图的 4 (b) 15,000× 和 30,000×。 对于更好的想象,一个 45 度范例倾斜角被使用了。 类似于 AFM 想象事例,水平地和垂直针对的 ZnO nanorods 观察与在 0.30 毫微米到 0.50 毫微米高度 (垂直的取向), 1-2 的维数 µm 长度 (水平的取向) 和 1 条 µm 直径 (水平的取向)。 就这个情况而论 SEM 想象执行在一个 45 度范例倾斜角,在 SEM 评估基础上的实际 nanorod 维数是非常接近的符合对在图直接地观察由 AFM 调查和显示的确切大小 3 (a) 和 3 (b) 上。

图 4 (a)

 

图 4 (b)

图 4. 浏览的 ZnO (SEM) nanorod 的电子显微镜术图象在图 3 上抽样显示 (响铃实验室礼貌,朗讯科技)。 图象放大分别为图 (a) 和 30,000x 的 15,000x 图的 (b)。 45 度范例掀动被使用了。

结论

一维 (1D) 半导体 nanostructures,例如标尺,电汇、传送带和管近年来受到注意由于他们的唯一属性和可能性使用他们作为构件为电子,光子和人生科学应用。 ZnO 是与大激子结合能的一个直接bandgap 半导体,陈列在紫外放射和压电附近,生物安全和生物适合。 密集研究被注重了制造一维 ZnO nanostructures 和在关联他们的形态学与他们范围关连的光学,电子和磁性。 由于他们容易的形成和设备应用,在 1D nanostructures 中, ZnO nanorods/nanowires 广泛被学习了。 AFM 提供直接,非破坏性和容易运行描述特性方法,不仅允许 ZnO nanostructures 确切的机械性能评定,而且提供平均值给提高物理属性调查通过使用先进的扫描探测模式。 公园系统制造和分配的 XE 串联 AFM 仪器装备以科技目前进步水平功能根据标准 (即,机械) 和提前的 (即,电,磁性) 选项。 XE 串联的最新的建筑设计用工具加工包括分离 X - Y,并且真的没有接触的扫描的 Z 扫描程序和成绩,启用有一种宽扫描参数范围和应用灵活性的这些仪器。

来源: 公园系统

关于此来源的更多信息请参观公园系统

Date Added: Feb 15, 2010 | Updated: Sep 19, 2013

Last Update: 19. September 2013 12:50

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit