THON de PeakForce et d'Autres Modes d'AFM pour la Mesure Électrique de Propriétés

Par des Éditeurs d'AZoNano

Table des matières

Introduction
Différents Modes de THON
     THON de Contact
     THON de Filetage de Mode
     THON De Torsion de Résonance
Principes de THON de PeakForce
     Module de THON de PeakForce
     Filetage de PeakForce
     Résultats de THON de PeakForce
Modes de Fonctionnement de THON de PeakForce
     Mode de Représentation
     IV Mode de Spectroscopie
Conclusions
Bruker

Introduction

Type, la caractérisation électrique de nanomètre-échelle est faite par des mesures AFM-basées de conductivité. AFM (CAFM) Conducteur pour les domaines à forte intensité et le perçage d'un tunnel AFM (THON) pour un domaine plus à faible intensité sont les deux catégories de l'AFM. CAFM est une technique très utilisée, alors que le THON représente le module se sentant ainsi que la technique de mesure pour tous les niveaux actuels. Des Capacités du THON sont déterminées par les éléments clé, à savoir, senseur actuel, sonde conductrice d'AFM et mode de base d'AFM.

Bruker a fourni un module amélioré de THON par le mode de Filetage de Force Maximale qui améliore grand chacun des trois éléments clé. Le mode de filetage de Force Maximale donne le contrôle de force exclusif d'extrémité-échantillon (pour les échantillons fragiles mous), la propriété matérielle nano-mécanique quantitative traçant, la caractérisation électrique marquée et le ScanAsyst de propriété de nanoscale pour simplifier des algorithmes d'optimisation d'image.

Différents Modes de THON

THON de Contact

Ce mode utilise une extrémité conductrice et un module se sentant actuel pour son fonctionnement. Les applications Conventionnelles de cette technique comprennent localiser et représentation les défauts électriques dans des dispositifs de stockage de données et de semi-conducteur, caractérisation des matériaux piézoélectriques et ferroélectriques, et polymères de conduite. Le mode de Contact ne peut pas être utilisé pour le contrôle par retour de l'information topographique comme dans les échantillons de polymères conducteurs et desserré bondir des échantillons comme les nanowires qui ont besoin des forces faibles de représentation dans les sens verticaux ou transversaux.

THON de Filetage de Mode

En ce mode, l'encorbellement d'AFM est oscillé à son mode de résonance de flexion principal, ainsi les limitations des forces transversales pendant la représentation comme en mode de contact sont éliminés. La force verticale d'interaction tandis que des échantillons mous et fragiles de représentation est abaissés à cause du Q mécanique élevé de l'encorbellement. En Outre, puisque le contact d'extrémité est au minimum, l'usure de l'extrémité est absente.

THON De Torsion de Résonance

Dans le THON De Torsion de Résonance ou le THON de TR, les encorbellements d'AFM oscillant en modes de torsion produisent les images qui aident à étudier une large gamme d'interactions de surface-extrémité des échantillons fragiles mous. Une oscillation en porte-à-faux au premier mode de résonance de torsion produit les forces transversales qui modifient la fréquence de résonance de torsion, l'amplitude et/ou la phase de l'encorbellement. Les modifications de contact d'extrémité-échantillon avec chaque vibration ; par conséquent les écarts pourraient surgir dans les mesures. Également la limitation de l'amplitude moins que quelques angströms diminue la stabilité du fonctionnement.

Principes de THON de PeakForce

Le THON de PeakForce est basé sur la méthode de Filetage de Force Maximale et est capable de saisir des mesures nanomechanical quantitatives de Force Maximale (QNM). Le Schéma 1 affiche l'installation de la technique Maximale de THON de Force.

Le Schéma 1 : L'Illustration du THON de PeakForce a installé pour la cartographie de topographie, mécanique et électrique simultanée de propriété.

Module de THON de PeakForce

Le module est conçu pour avoir une largeur de bande de 15kHz en travers d'un domaine des gains de 107 à 1010 V/A. Ceci élimine la nécessité de changer le module pour différentes conditions de gain, et un bruit sur le cycle a fait la moyenne du courant ci-dessous 100fA.

Filetage Maximal de Force

En mode de filetage de force maximale, la sonde et l'échantillon sont en mode de filetage et sont par intermittence effectués pour venir en contact, évitant de ce fait les forces transversales pendant la représentation. La boucle de contre-réaction règle la force maximum sur l'extrémité (force maximale) pour chaque cycle. L'algorithme de filetage de Force Maximale répond à l'interaction de force d'extrémité-échantillon avec une fréquence de modulation (1 à 2kHz) inférieure à la fréquence de résonance de l'encorbellement.

Résultats de THON de PeakForce

Le Schéma 2 donne le résultat de l'interaction de sonde avec la surface avec la première ligne représentant la Z-Position, la ligne moyenne montrant la force mesurée par la sonde et la ligne inférieure représentant le courant trouvé. Les trois mesures réalisées du graphique sont courant de pointe (la remarque C), cycle a fait la moyenne du courant (de la remarque A à E) et à contact a fait la moyenne du courant (remarque B à D).

Le Schéma 2 : Traçages de position, de force, et de courant de Z en fonction de temps pendant un cycle de Filetage de Force Maximale, avec les remarques critiques comprenant (b) le saut-à-contact, (c) force maximale, (d) adhérence étiquetée.

Modes de Fonctionnement de THON de PeakForce

Mode de Représentation

En ce mode, une sonde électrique est faite fonctionner au-dessus de l'échantillon en mode de filetage de force maximale et la boucle de contre-réaction règle la force maximale sur l'extrémité, ainsi usure de l'extrémité et la surface est réduite à un minimum. Le module de THON alors sent le courant et présente les données sous forme de plans d'image de topographie et de propriétés mécaniques.

IV Mode de Spectroscopie

Ce mode est employé pour mesurer les spectres courant-tension locaux en retenant l'extrémité dans un à position fixe tandis que l'échantillon déménage en haut et en bas. La boucle de contre-réaction met à jour un fléchissement constant tandis que la courbure IV est tirée.

Conclusions

La technique de THON de PeakForce de Bruker est facile à utiliser et s'avère être la méthode la plus capable de mappage de contrôle de force, particulièrement pour les échantillons fragiles. Bruker fournit également la boîte à gants d'un M-Braun qui protège l'échantillon et l'installation de mesure d'AFM contre des interférences externes. Le Schéma 3 récapitule toutes les techniques au-dessus-discutées discutées d'AFM.

Le Schéma 3 : Comparaison des techniques de mesure AFM-basées de conductivité.

Bruker

Les Surfaces Nanoes de Bruker fournit les produits Atomiques de Microscope de Force/de Microscope Sonde de Lecture (AFM/SPM) qui restent à l'extérieur d'autres systèmes disponibles dans le commerce pour leur design et facilité d'utilisation robustes, tout en mettant à jour le plus de haute résolution. Le chef de mesure de NANOS, qui fait partie de tous nos instruments, utilise un seul interféromètre fibreoptique pour mesurer le fléchissement en porte-à-faux, qui effectue le contrat d'installation ainsi qu'il n'est pas plus grand qu'un objectif normal de microscope de recherches.

Cette information a été originaire, révisée et adaptée des matériaux fournis par des Surfaces de Nano de Bruker.

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît les Surfaces de Nano de Bruker.

Date Added: Apr 12, 2011 | Updated: Jan 23, 2014

Last Update: 23. January 2014 11:09

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