浏览的热量显微学 (SThM) - Nanoscale 温度计和加热器

包括的事宜

简介
浏览热量显微学的主要好处 (SThM)
技术和浏览热量显微学的操作原理 (SThM)
探测类型
浏览热量显微学的主要应用 (SThM)
浏览热量显微学 (SThM) 设备的 NT-MDT
     管理员和软件
     浏览热量显微学 (SThM) 探测的 NT-MDT

简介

浏览的热量显微学 (SThM) 是为得到 nanoscale 热量属性和地形学图象是有用的一个先进的扫描探测显微学技术。

浏览的热量显微学设备可得到从 NT-MDT 能记录和显示温度和导热性配电器在范例的表面。

浏览热量显微学的主要好处 (SThM)

浏览热量显微学的主要好处是它比红外显微学、激光反射率测温学和微型喇曼测温学显示一个更高的空间分辨率。

技术和浏览热量显微学的操作原理 (SThM)

扫描热量显微镜的运算在基本强制显微学技术基础上 (AFM)。

当基本锋利的 AFM 技巧在与将被学习时的范例的接近度安置有修改这个技巧的温度的热交换。 它是然后相对地直接的使用从这个技巧的信号创建什么有效是表面的热量映射。

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热交换或热流是受几个系数的影响的; 包括技巧、联络压和范例的内在的有形资产的温度例如导热性和比热能力。

虽然首选操作方法是通过固体对固体直接传导,是可能的在含水种类面前传导在液体半月板内发生在可能受气体传导的也影响的技巧表面。 为此首选操作方法将浏览表面在真空情况下。

探测类型

探测的二种类型用于浏览热量显微学 -

  • 热电偶类型 - 与此排列这个温度由在探测技巧的一个热电偶结评定。 典型地镍铬合金铝镍合金, Au/Pd Au/Ni 组合。
  • 辐射热测量器录入此排列探测温度由薄膜的阻力在探测技巧的监控。 电阻器可以用于加热探测和同时评定这个温度。

从辐射热测量器探测的信号穿过提供一个固定的电源并且评定辐射热测量器探测的阻力的惠斯登桥读出电路。

使用此排列使用固定功率或恒温是可能的。 恒温的好处是这张被改进的速度并且减少了范例故障。

解决方法根本限额与千吨是按比例, k 是 boltzman 常数,并且 T 是这个温度。 在室温千吨是 ~ 10-21 J。

与探测相关的关键设计结果是获得高度的小型 microfabricated 探测空间分辨率加上探测一个小的热量质量的好热量隔离。

范例温度在有效的设备结构典型地被评定例如录音磁头、激光二极管或者电子电路的其他表单。

相反地,导热性在混合样更加典型被评定。 在这样评定,更多电压将适用于增加它进一步上面室温的探测。 这个范例的导热性将通过排泄更多影响探测的温度或远离这种技巧和导热性的较少热可能从而被计算。

浏览热量显微学的主要应用 (SThM)

某些对 SthM 的主要申请是为缺陷和热点检测在半导体、光致抗蚀剂计量学和不可能由 AFM 观察子表面功能的检测。

可以被观察的典型的物质参数包括有形资产的热力学描述特性例如导率、比热能力和玻璃转化温度。

技术也是特殊相关性与配药化合物和对原生质的分析的。

浏览热量显微学 (SThM) 设备的 NT-MDT

管理员和软件

SThM 系统硬件包括一个电子控制器,软件,并且探查。

扫描热量显微学管理员 (图 1) 被连接到主要基本强制显微镜电子通过一个标准扩展名插口。 这个系统通过一个用户友好软件界面容易地被调整。

图 1. 电子控制器

对于易用, SThM 控制程序是集成到主要 NT-MDT AFM 软件作为其中一个联系模式方法。

由于这个系统的高区分和低噪声输出电压,这个电子控制器提供高信号解决方法。

一个另外的好处是电子硬件的袖珍型简化这个设置并且优选在浏览高分辨率 SThM 图象介入的时间。

浏览热量显微学 (SThM) 探测的 NT-MDT

与 AFM 的浏览的热量显微学操作模式使用与电阻器的专门化的探测被编译到悬臂 (图 2)

图 2. 悬臂持有人

图 3. AFM 题头

NT-MDT 的 SThM 模块允许用户监控在阻力上的变化关联与这个温度在探测结束时。 结果,这个系统能监控范例温度和导热性的相对更改。

图 4. SThM 探测设置

NT-MDT 的热量探测为地势和热量图象 (图 5) 提供更好比 100 毫微米侧向解决方法。

图 5. 浏览的热量显微学允许一得到 <100 nm 侧面解决方法的图象。
范例: 光纤在环氧。 (被留下的) 地势图象; (正确的) 导热性图象。 扫描范围: 6 x 6 µm。

专门化的 SThM 悬臂,由与2 一块稀薄的金属层的 SiO 制成,在探测存款,在这种情况下层的最高电阻的部分在技巧尖顶附近集中。

图 6. SThM 探测的 SEM 图象

NT-MDT, AZoNano.com

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

Last Update: 14. June 2013 01:09

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