瀏覽的熱量顯微學 (SThM) - Nanoscale 溫度計和加熱器

包括的事宜

簡介
瀏覽熱量顯微學的主要好處 (SThM)
技術和瀏覽熱量顯微學的操作原理 (SThM)
探測類型
瀏覽熱量顯微學的主要應用 (SThM)
瀏覽熱量顯微學 (SThM) 設備的 NT-MDT
     管理員和軟件
     瀏覽熱量顯微學 (SThM) 探測的 NT-MDT

簡介

瀏覽的熱量顯微學 (SThM) 是為得到 nanoscale 熱量屬性和地形學圖像是有用的一個先進的掃描探測顯微學技術。

瀏覽的熱量顯微學設備可得到從 NT-MDT 能記錄和顯示溫度和導熱性配電器在範例的表面。

瀏覽熱量顯微學的主要好處 (SThM)

瀏覽熱量顯微學的主要好處是它比紅外顯微學、激光反射率測溫學和微型喇曼測溫學顯示一個更高的空間分辨率。

技術和瀏覽熱量顯微學的操作原理 (SThM)

掃描熱量顯微鏡的運算在基本強制顯微學技術基礎上 (AFM)。

當基本鋒利的 AFM 技巧在與將被學習時的範例的接近度安置有修改這個技巧的溫度的熱交換。 它是然後相對地直接的使用從這個技巧的信號創建什麼有效是表面的熱量映射。

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熱交換或熱流是受幾個系數的影響的; 包括技巧、聯絡壓和範例的內在的有形資產的溫度例如導熱性和比熱能力。

雖然首選操作方法是通過固體對固體直接傳導,是可能的在含水種類面前傳導在液體半月板內發生在可能受氣體傳導的也影響的技巧表面。 為此首選操作方法將瀏覽表面在真空情況下。

探測類型

探測的二種類型用於瀏覽熱量顯微學 -

  • 熱電偶類型 - 與此排列這個溫度由在探測技巧的一個熱電偶結評定。 典型地鎳鉻合金鋁鎳合金, Au/Pd Au/Ni 組合。
  • 輻射熱測量器錄入此排列探測溫度由薄膜的阻力在探測技巧的監控。 電阻器可以用於加熱探測和同時評定這個溫度。

從輻射熱測量器探測的信號穿過提供一個固定的電源并且評定輻射熱測量器探測的阻力的惠斯登橋讀出電路。

使用此排列使用固定功率或恆溫是可能的。 恆溫的好處是這張被改進的速度并且減少了範例故障。

解決方法根本限額與千噸是按比例, k 是 boltzman 常數,并且 T 是這個溫度。 在室溫千噸是 ~ 10-21 J。

與探測相關的關鍵設計結果是獲得高度的小型 microfabricated 探測空間分辨率加上探測一個小的熱量質量的好熱量隔離。

範例溫度在有效的設備結構典型地被評定例如錄音磁頭、激光二極管或者電子電路的其他表單。

相反地,導熱性在混合樣更加典型被評定。 在這樣評定,更多電壓將適用於增加它進一步上面室溫的探測。 這個範例的導熱性將通過排泄更多影響探測的溫度或遠離這種技巧和導熱性的較少熱可能從而被計算。

瀏覽熱量顯微學的主要應用 (SThM)

某些對 SthM 的主要申請是為缺陷和熱點檢測在半導體、光致抗蝕劑計量學和不可能由 AFM 觀察子表面功能的檢測。

可以被觀察的典型的物質參數包括有形資產的熱力學描述特性例如導率、比熱能力和玻璃轉化溫度。

技術也是特殊相關性與配藥化合物和對原生質的分析的。

瀏覽熱量顯微學 (SThM) 設備的 NT-MDT

管理員和軟件

SThM 系統硬件包括一個電子控制器,軟件,并且探查。

掃描熱量顯微學管理員 (圖 1) 被連接到主要基本強制顯微鏡電子通過一個標準擴展名插口。 這個系統通過一個用戶友好軟件界面容易地被調整。

圖 1. 電子控制器

對於易用, SThM 控制程序是集成到主要 NT-MDT AFM 軟件作為其中一個聯繫模式方法。

由於這個系統的高區分和低噪聲輸出電壓,這個電子控制器提供高信號解決方法。

一個另外的好處是電子硬件的袖珍型簡化這個設置并且優選在瀏覽高分辨率 SThM 圖像介入的時間。

瀏覽熱量顯微學 (SThM) 探測的 NT-MDT

與 AFM 的瀏覽的熱量顯微學操作模式使用與電阻器的專門化的探測被編譯到懸臂 (圖 2)

圖 2. 懸臂持有人

圖 3. AFM 題頭

NT-MDT 的 SThM 模塊允許用戶監控在阻力上的變化關聯與這個溫度在探測結束時。 結果,這個系統能監控範例溫度和導熱性的相對更改。

圖 4. SThM 探測設置

NT-MDT 的熱量探測為地勢和熱量圖像 (圖 5) 提供更好比 100 毫微米側向解決方法。

圖 5. 瀏覽的熱量顯微學允許一得到 <100 nm 側面解決方法的圖像。
範例: 光纖在環氧。 (被留下的) 地勢圖像; (正確的) 導熱性圖像。 掃描範圍: 6 x 6 µm。

專門化的 SThM 懸臂,由與2 一塊稀薄的金屬層的 SiO 製成,在探測存款,在這種情況下層的最高電阻的部分在技巧尖頂附近集中。

圖 6. SThM 探測的 SEM 圖像

NT-MDT, AZoNano.com

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

Last Update: 14. June 2013 01:12

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