Scannende Thermische Mikroskopie (SThM) - der Thermometer und die Heizung Nanoscale

Themen Umfaßt

Einleitung
Bedeutender Nutzen des Scannens der Thermischen Mikroskopie (SThM)
Technologie und Arbeitsweise des Scannens der Thermischen Mikroskopie (SThM)
Fühler-Baumuster
Bedeutende Anwendungen des Scannens der Thermischen Mikroskopie (SThM)
NT-MDT, das Thermisches Scannt Gerät der Mikroskopie-(SThM)
     Controller und Software
     NT-MDT, das Thermische Scannt Fühler der Mikroskopie-(SThM)

Einleitung

Scannende Thermische Mikroskopie (SThM) ist eine hoch entwickelte Scannen-Fühler-Mikroskopietechnik, die für das Erhalten nanoscale von thermischen Eigenschaften und von topographischen Bildern nützlich ist.

Das Scannende Thermische Mikroskopiegerät, das von NT-MDT erhältlich ist, ist in der Lage, die Verteilung der Temperatur und der Wärmeleitfähigkeit an der Probenoberfläche aufzuzeichnen und anzuzeigen.

Bedeutender Nutzen des Scannens der Thermischen Mikroskopie (SThM)

Der bedeutende Nutzen des Scannens der Thermischen Mikroskopie ist, dass er eine höhere Ortsauflösung als InfrarotMikroskopie, Laser-Reflexion Thermometry und Mikro-Raman-Thermometry anzeigt.

Technologie und Arbeitsweise des Scannens der Thermischen Mikroskopie (SThM)

Die Operation eines Scannen-Thermischen Mikroskops basiert auf AtomKraft-Mikroskopie- (AFM)Techniken.

Wenn die atomar scharfe FLUGHANDBUCH-Spitze in Näherung zu einer studiert zu werden gelegt wird Probe, gibt es einen Wärmeaustausch, der die Temperatur der Spitze ändert. Er ist dann verhältnismäßig Geradeaus, Signale von der Spitze zu verwenden, zu erstellen, was effektiv eine thermische Karte der Oberfläche ist.

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Der Wärmeaustausch oder der Wärmestrom wird durch einige Faktoren beeinflußt; einschließlich die Temperatur der Spitze, des Kontaktdrucks und der inhärenten Materialeigenschaften der Probe wie Wärmeleitfähigkeit und Spezifische Wärmekapazität.

Obgleich die bevorzugte Operationsmethode über Körper zur direkten Leitung des Körpers ist, ist es dass in Anwesenheit der wässrigen Spezies möglich, dass Leitung innerhalb des flüssigen Meniskus an der Spitzenoberfläche auftritt, die durch Gasleitung auch beeinflußt werden kann. Aus diesem Grund ist die bevorzugte Operationsmethode, Oberflächen unter Vakuumbedingungen zu scannen.

Fühler-Baumuster

Zwei Baumuster Fühler sind verwendet worden, wenn man Thermische Mikroskopie Scannte -

  • Thermoelementbaumuster - mit dieser Anordnung wird die Temperatur durch eine Thermoelementkreuzung an der Fühlerspitze gemessen. Gewöhnlich Chromel-Alumel, Kombinationen Au/Pd Au/Ni.
  • Bolometereingabe diese Anordnung die Fühlertemperatur wird durch den Widerstand eines Dünnfilms an der Fühlerspitze geüberwacht. Der Widerstand kann verwendet werden, um den Fühler zu heizen und die Temperatur gleichzeitig zu messen.

Das Signal vom Bolometerfühler passiert durch einen wheatstone Brücken-Abfragekreis, der eine örtlich festgelegte Stromquelle liefert und den Widerstand des Bolometerfühlers misst.

Unter Verwendung dieser Anordnung ist es möglich, Dauerleistung oder konstante Temperatur zu verwenden. Der Vorteil der konstanten Temperatur ist die verbesserte Drehzahl und verringerte Beispielschaden.

Die grundlegende Auflösungsgrenze ist zu kT proportional, in dem K die boltzman Konstante ist und T die Temperatur ist. Bei Zimmertemperatur ist kT ~ 10-21 J.

Die Schlüsselauslegungspunkte in Bezug auf Fühler sind der microfabricated Fühler das kleine, zum eines hohen Maßes Ortsauflösung zu erreichen verbunden mit guter thermischer Isolierung einer kleinen thermischen Masse des Fühlers.

Beispieltemperaturen werden gewöhnlich auf aktiven Einheitszellen wie Schreibköpfen der magnetischen Aufzeichnung, Laserdioden oder anderen Formularen des elektrischen Schaltkreises gemessen.

Andererseits wird Wärmeleitfähigkeit gewöhnlich auf Sammelproben gemessen. In solch einem Maß wird mehr Spannung am Fühler angewendet, der es weiter über Raumtemperatur erhöht. Die Wärmeleitfähigkeit der Probe beeinflußt die Temperatur des Fühlers, indem sie mehr leert, oder weniger Wärme weg von der Spitze und der Wärmeleitfähigkeit kann dadurch berechnet werden.

Bedeutende Anwendungen des Scannens der Thermischen Mikroskopie (SThM)

Einige der bedeutenden Anwendungen für SthM sind für Defekt und Befund der brenzligen Stelle in den Halbleitern, in der Fotoresistmetrologie und im Befund von Voroberflächenmerkmalen, die nicht durch FLUGHANDBUCH beobachtet werden können.

Typische materielle Parameter, die beobachtet werden können, umfassen die thermodynamische Kennzeichnung von Materialeigenschaften wie Leitfähigkeit, spezifischer Wärmekapazität und Glasübergangstemperaturen.

Die Technologie ist auch von der bestimmten Relevanz zu den pharmazeutischen Mitteln und für die Analyse von Biomolekülen.

NT-MDT, das Thermisches Scannt Gerät der Mikroskopie-(SThM)

Controller und Software

Die SThM-Anlagenkleinteile enthalten einen elektronischen Controller, Software und prüfen.

Der Scannen-Thermische Mikroskopiecontroller (Abbildung 1) wird an die HauptAtomKraft-Mikroskopelektronik über eine Standardextensionskontaktbuchse angeschlossen. Die Anlage wird leicht durch eine benutzerfreundliche Programmschnittstelle eingestellt.

Abbildung 1. Elektronischer Controller

Für Benutzerfreundlichkeit ist- das SThM-Steuerprogramm in die Haupt-NT-MDT FLUGHANDBUCH-Software als eine der Kontaktmodusmethoden integriert.

Passend zur hohen Empfindlichkeit der Anlage und zum lärmarmen der Ausgangsspannung, liefert der elektronische Controller hohe Signalauflösung.

Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass die kompakte Größe von Elektronikkleinteilen die Installation vereinfacht und die Zeit optimiert, die in SThM-Bilder der Scannenhohen auflösung mit einbezogen wird.

NT-MDT, das Thermische Scannt Fühler der Mikroskopie-(SThM)

Scannende Thermische Mikroskopiebetriebsart mit einem FLUGHANDBUCH verwendet einen fachkundigen Fühler mit einem Widerstand, der in den Kragbalken aufgebaut wird (Abbildung 2)

Abbildung 2. Kragbalkenhalterung

Abbildung 3. FLUGHANDBUCH-Kopf

SThM-Block NT-MDTS erlaubt Benutzern, die Änderungen im Widerstand zu überwachen, der mit der Temperatur am Ende des Fühlers aufeinander bezogen wird. Infolgedessen ist die Anlage in der Lage, relative Änderungen der Beispieltemperatur und der Wärmeleitfähigkeit zu überwachen.

Abbildung 4. SThM-Fühler-Installation

Thermische Fühler NT-MDTS stellen besser als 100 nm die seitliche Auflösung für Topographie und Wärmebilder zur Verfügung (Abbildung 5).

Abbildung 5. Scannende Thermische Mikroskopie lässt ein Bilder der Seitenteilauflösung <100 nm erhalten.
Probe: Glasfaser im Epoxy-Kleber. (Gelassenes) Topographiebild; (Rechtes) Wärmeleitfähigkeitsbild. Scan-Größe: µm 6 x 6.

Der fachkundige SThM-Kragbalken, hergestellt von SiO2 mit einer dünnen Metallschicht, wird auf dem Fühler abgegeben, sodass der höchste Widerstandteil der Schicht nahe der Spitzenspitze konzentriert wird.

Abbildung 6. SEM-Bild des SThM-Fühlers

durch NT-MDT AZoNano.com

Date Added: May 27, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 01:24

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