Raster-Kelvin-Probe Microscopy - Surface Potential Imaging mit dem XE-Serie Atomic Force Microscope von Park Systems

Behandelte Themen

Über Park Systems
Verbesserte EFM
Warum Verbesserte EFM?
SKPM

Über Park Systems

Park Systems ist der Atomic Force Microscope (AFM) Technologieführer und liefert Produkte, die den Anforderungen aller Forschungs-und industriellen Anwendungen nanoskaliger Adresse. Mit einer einzigartigen Scanner Design, das für die True Non-Contact Bildgebung in der Flüssigkeit und Luft-Umgebungen ermöglicht, alle Systeme sind vollständig kompatibel mit einer langen Liste von innovativen und leistungsfähigen Optionen. Alle Systeme sind mit Leichtigkeit-of-use, Genauigkeit und Langlebigkeit konzipiert und bieten Sie Ihren Kunden das ultimative Mittel für meetiong alle gegenwärtigen und zukünftigen Bedürfnisse.

Das Hotel mit der längsten Geschichte in der AFM -Industrie, Park Systems ist umfassendes Portfolio von Produkten, Software, Services und Know-how nur durch unser Engagement für unsere Kunden abgestimmt.

Verbesserte EFM

Drei zusätzliche EFM-Modi werden durch die verbesserte EFM Option der unterstützten XE-Serie . Sie sind DC-EFM (DC-EFM wird durch patentierte Park Systems US Patent 6.185.991), Piezoelektrische Force Microscopy (PFM, wie DC-EFM) und Raster-Kelvin-Sonden-Mikroskopie (SKPM), auch als Oberflächen-Potential Microscopy bekannt.

In der erweiterten EFM der XE-Serie , deren schematische Darstellung ist in Abbildung 1 dargestellt, einen externen Lock-in-Verstärker wird an die angeschlossenen XE-Serie AFM für zwei Zwecke. Ein Ziel ist es, AC bias der Frequenz ω gelten zusätzlich zu den DC bas Anwendung durch die XE-Controller, an der Spitze. Der andere Zweck ist es, die Frequenz ω Komponente aus dem Ausgangssignal zu trennen. Diese einzigartige Fähigkeit von den angebotenen XE-Serie erweitert EFM ist das, was glänzt in Leistung, wenn der Standard EFM verglichen.

Abbildung 1. Schematische Darstellung der erweiterten EFM der XE-Serie.

Warum Verbesserte EFM?

Konventionelle EFM durch unnötige und ineffiziente Doppel-Pass-Scanner betrieben wird, unerschwinglich Begrenzung der räumlichen Auflösung von Oberflächenpotential Karte. Die Enhanced EFM durch die XE-Serie wurde entwickelt, um effiziente One-Pass-Scan bietet sowohl Topographie und Oberfläche Potenzial gleichzeitig zu messen, ohne räumliche Auflösung (Abbildung 2). Darüber hinaus ermöglicht dies die beiden wichtigsten Neuerungen der Enhanced EFM: Hochfrequenz EFM-Signal-Messung in,

Verteilung der Oberflächenladungen und potenziellen Bildgebung
Schadensanalyse in der Mikroelektronik-Schaltung
Mechanische Härtemessung (DC-EFM)
Laden Sie Densitometrie für ferroelektrische Domänen
Spannungsabfall auf Mikro-Widerstände
Work-Funktion eines Halbleiter-

Abbildung 2. Konventionelle EFM vs Verbesserte EFM durch die XE-Serie.

SKPM

Das Prinzip der SKPM ähnelt Verbesserte EFM mit DC-Bias Rückfragen (Abbildung 3). DC-Bias wird durch Rückkopplung gesteuert, dass die ω Begriff Null. Die DC-Bias, die Nullen der Kraft ist ein Maß für die Oberfläche Potenzial. Der Unterschied liegt in der Art und Weise das Signal von der Lock-in Amplifier verarbeitet wird. Wie in den vorangegangenen Abschnitt dargestellt, kann der ω-Signal von Lock-in Amplifier, wie folgende Gleichung ausgedrückt werden.

Die ω-Signal kann für sich allein verwendet werden, um die Oberfläche Potential zu messen. Die Amplitude der ω-Signal ist Null, wenn V _DC = V _s, oder wenn der DC-Offset-Bias der Oberfläche Potential der Probe übereinstimmt. Ein Feedback-Schleife kann zu dem System hinzugefügt werden und variieren Sie die DC-Offset-Bias, so dass der Ausgang des Lock-in Amplifier, dass die ω-Signal ist Null Maßnahmen. Dieser Wert der DC-Offset-Bias, dass die ω-Signal Nullen ist dann ein Maß für die Oberfläche Potenzial. Ein Bild von dieser Variante in den DC-Offset Bias entsteht als Bild, die den absoluten Wert der Fläche Potential (Abb. 4).