氧化鋅使用 XE 串聯基本強制顯微鏡的 Nanorod 範例的描述特性 (AFM)由公園系統

包括的事宜

關於公園系統
通用對價
XE 串聯系統概覽
ZnO Nanorod 範例的通用調查
結論

關於公園系統

公園系統基本強制顯微鏡 (AFM)技術領先者,提供解決所有研究和行業 nanoscale 應用的需求的產品。 允許在液體和空電設施的真的沒有接觸的想像的一個唯一掃描程序設計,所有系統與創新和強大的選項一個較的列表是完全兼容的。 所有系統是被設計的容易使用、準確性和耐久性在頭腦裡,并且提供您的客戶以最終資源為 meetiong 所有今後需要。

吹噓 AFM 行業的悠久的歷史,產品公園系統的全面投資組合,軟件、服務和專門技術由我們的承諾仅符合给我們的客戶。

通用對價

氧化鋅 (ZnO) - 與一個穩定的纖鋅礦結構的一個寬 bandgap (3.4 eV) II-VI 化合物半導體 (a = 0.325 毫微米, c = 0.521 毫微米) - 在電子,光電子和 magnetoelectronic 設備應用的聘用極大的潛在。 迄今,它吸引了其唯一屬性的密集研究工作和在透明電子,紫外光放射器、壓電設備、化工傳感器和空轉電子的多才多藝的應用。 基於其卓越的物理屬性和設備小型化的刺激,大工作成績集中於 ZnO nanomaterials 的綜合、描述特性和設備應用。 同樣地,各種各樣的 ZnO nanostructures,例如 nanowires, nanotubes, nanorings 和納諾tetrapods 用各種各樣的方法順利地增長,包括化學氣相沉積、熱量蒸發、電附著等等。 這些結構從屬於對電子運輸、紫外感覺放射、的氣體和 ferromangnetic 摻雜的研究,并且重要進步取得了。

圖 1. 六角增長的 ZnO nanorod。

ZnO nanostructures 的應用潛在客戶主要依靠這個能力控制他們的地點、對準線和信息的記錄密度。 垂直對齊的 nanowires/nanorods 有對電子域放射器、垂直的晶體管和發光二極管 (LEDs) 的有為的申請,因而受到了極大關注。 雖然 ZnO nanostructures 的垂直的對準線可以由一個電場協助解決,多數案件的,對準線通過點陣匹配認識到在 ZnO 和使用的這個基體之間。 外延基體的幾種類型使用,包括青玉、 GaN, ZnO 影片被塗上的基體、 SiC 和 Si。 雖然青玉是用途廣泛作為 ZnO nanowires 垂直的增長的外延基體,能被看見 GaN 可能是一名更好的候選人,因為它有一種相似的晶體結構和格子常數對 ZnO。 在 GaN 外延層增長的 Nanowires 比在青玉生產的那些顯示了更好的垂直的對準線。 使用 GaN 的另外的好處作為而不是青玉的基體材料 (並且/或者基於 ZnO) 在這個情況 GaN 有好電子屬性和它休息是更加容易服用摻雜物達到 p 型的材料。

因為為粒狀材料的傳統評定使用的方法不適用,各自的 nanostructues 機械, piezoelectrical,光學和磁性的直接測量相當富挑戰性。 一般,透射電鏡術 (TEM)和掃描電子顯微鏡術 (SEM)被使用觀察和評定 nanorods/nanowires 的實體尺寸和取向。 然而,這些常規方法陳列主要限制。 在這些中是空間分辨率,範例準備技術,花費的時間收集數據等等。 另外,除關於範圍和取向的信息以外沒有其他物理屬性特性可能用 TEM 和 SEM 方法調查。 另一方面,基本強制顯微鏡 (AFM)為不僅調查機械性能 (範圍、取向、有彈性屬性等等),而且 ZnO 納諾結構的電子和磁性特性提供簡單,高效和非破壞性的替代。

傳統 AFM 工具設計了與依靠 XYZ 壓電管掃描程序的掃描結構的核心。 同樣地,干擾和非線形性在此設計固有地被建立了。 XE 串聯瀏覽系統,由公園系統開發了分離 X - Y 和 Z 掃描程序和介紹作為下一代 AFM 設計。 結果,這個真的沒有接觸的模式啟動了。

XE 串聯系統概覽

XE 掃描系統是產生競爭力 XE 串聯 AFMs 的核心特點。 公園系統的創新掃描程序設計從 X - Y 掃描程序分隔 Z 掃描程序,啟用例外 Z 伺服性能、正交性和掃描準確性。

在 XE 掃描技術 2. 的圖, XE 串聯 AFMs 基礎上提供多種 SPM 模式以未清穩定性和適用性。

Z 掃描程序,控制 AFM 技巧垂直的移動并且對獲取表面形態學信息是根本的,從移動在 X 和 Y 水平的方向的一個範例的 X - Y 掃描程序完全地被分離。 從這個結構, XE 串聯 AFMs 從一個根本立場取消背景曲度和有效消滅對常規壓電管基於 AFM 系統是內在的干擾和非線形性問題。

Z 掃描程序比常規壓電管掃描程序被設計有更高的諧振頻率。 為此,一個被堆積的壓電致動器為 Z 掃描程序使用用強推挽式的強制,當適當地預先輸入。 因為 XE 掃描系統的 Z 伺服回應是非常準確的,探測可能精密地按照範例的陡峭的曲度,无需失敗或堅持表面。

在 XE 掃描系統, X - Y 掃描程序是機體引導的彎曲掃描程序,用於瀏覽在 X 和 Y 方向的一個仅範例。 X - Y 掃描程序的彎曲鉸鏈結構保證高度與最小的外飛機行動的正交第 2 個移動。 XE 掃描系統的第 2 個彎曲階段只有 1-2 毫微米 50 µm 的掃描範圍的外飛機行動,與內在 80 毫微米比較由常規 AFMs 壓力 electrictube 掃描程序在同樣的掃描範圍。

對稱彎曲掃描程序設計在這個範例比可能由一個壓電管類型掃描程序也使成為可能安置更大的範例演出通常適應。 此外,這個對稱啟用保持掃描程序被平衡,既使當範例被裝載,因此 X - Y 掃描程序的動力沒有由範例持有人和這個被裝載的範例誤解。 因為彎曲掃描程序只移動這個 X - Y 方向,它可以瀏覽以更高的速率 (10 Hz ~ 50 Hz) 比對標準 AFM 可能的。

XE 串聯不僅達到產生創新風的 AFM 性能的結構設計創新,但是它給電子也帶來科技目前進步水平改善。 XE 控制電子學合併有精確度軟件的先進的數字式電路和授權高速和高容量數據處理,被設計啟用掃描程序, AFM 核心部件,提供高效,準確和快速控制的硬件元件和實現穩定的圖像的購買甚而在 10 Hz 之外的掃描速度。

除高速評定能力以外, XE 的電子由閉環掃描系統精密地控制 AFM 系統的移動,是不可缺少的映射每個另外的屬性到點改進的地形學詳細資料。 即使 AFM 系統可能獲取數據在多方式下,除非這個系統顯示評定的確切的位置,它需要軟件更正 (或定標) 映射關於這個確切的位置的數據。 由重測圖的軟件的更正很好通常運作,當想像區是相當地小的時,但是閉環掃描是可適用的在任何想像區沒有畸變。

ZnO Nanorod 範例的通用調查

在表 3 (a) 和 3 (b) 顯示真的沒有接觸的 AFM 表面地勢圖像在 5 µm x ZnO 在像 GaN 的基體增長的 nanorod 範例 5 µm 縮放比例。 對於 GaN 增長,青玉是選擇基體。 這些 ZnO nanorod 標本通過安置 GaN 模板增長在鋅硝酸鹽和 hexamethyltetramine 的解決方法被暫掛的在溫度 60 个 °C。 垂直和水平地針對的 nanorods 被觀察。 圖 3 (a) 顯示掃描區的三維 (3D) 圖,而圖 3 (b) 顯示頂部圖像視圖和線路配置文件分析結果。 基於圖 3 (b) 數據,垂直針對的標本的典型的高度在 0.3 毫微米到 0.6 毫微米範圍,而為這個水平的案件,這個長度在 1.1 µm 到與直徑的 2.0 µm 範圍至 1.2 µm。

圖 3 (a)

 

圖 3 (b)

在 GaN 模板 (a) 3D 視圖的圖 3. 表面形態學在 ZnO 增長的 nanorod 範例 5 µm × 5 µm 縮放比例和 (b) 與線路分析信息的頂視圖。 這個圖像獲取了使用在 0.15 Hz 的高長寬比技巧探測與 256 x 256 像素解決方法。

如圖 3 (a) 和 3 (b) 所顯示,圖 4 (a) (SEM) 和 4 (b) 瀏覽同一個標本的電子顯微鏡術圖像。 圖像放大分別為圖的 4 (a) 圖的 4 (b) 15,000× 和 30,000×。 對於更好的想像,一個 45 度範例傾斜角被使用了。 類似於 AFM 想像事例,水平地和垂直針對的 ZnO nanorods 觀察與在 0.30 毫微米到 0.50 毫微米高度 (垂直的取向), 1-2 的維數 µm 長度 (水平的取向) 和 1 條 µm 直徑 (水平的取向)。 就這個情況而論 SEM 想像執行在一個 45 度範例傾斜角,在 SEM 評估基礎上的實際 nanorod 維數是非常接近的符合對在圖直接地觀察由 AFM 調查和顯示的確切大小 3 (a) 和 3 (b) 上。

圖 4 (a)

 

圖 4 (b)

圖 4. 瀏覽的 ZnO (SEM) nanorod 的電子顯微鏡術圖像在圖 3 上抽樣顯示 (響鈴實驗室禮貌,朗訊科技)。 圖像放大分別為圖 (a) 和 30,000x 的 15,000x 圖的 (b)。 45 度範例掀動被使用了。

結論

一維 (1D) 半導體 nanostructures,例如標尺,電匯、傳送帶和管近年來受到注意由於他們的唯一屬性和可能性使用他們作為構件為電子,光子和人生科學應用。 ZnO 是與大激子結合能的一個直接bandgap 半導體,陳列在紫外放射和壓電附近,生物安全和生物適合。 密集研究被注重了製造一維 ZnO nanostructures 和在關聯他們的形態學與他們範圍關連的光學,電子和磁性。 由於他們容易的形成和設備應用,在 1D nanostructures 中, ZnO nanorods/nanowires 廣泛被學習了。 AFM 提供直接,非破壞性和容易運行描述特性方法,不僅允許 ZnO nanostructures 確切的機械性能評定,而且提供平均值給提高物理屬性調查通過使用先進的掃描探測模式。 公園系統製造和分配的 XE 串聯 AFM 儀器裝備以科技目前進步水平功能根據標準 (即,機械) 和提前的 (即,電,磁性) 選項。 XE 串聯的最新的建築設計用工具加工包括分離 X - Y,并且真的沒有接觸的掃描的 Z 掃描程序和成績,啟用有一種寬掃描參數範圍和應用靈活性的這些儀器。

來源: 公園系統

關於此來源的更多信息请請參觀公園系統

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

Last Update: 19. September 2013 12:50

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