PeakForce टूना और विद्युत गुण मापन के लिए अन्य AFM मोड

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परिचय

आमतौर पर, nanometer पैमाने पर बिजली के लक्षण वर्णन AFM आधारित चालकता माप द्वारा किया जाता है . प्रवाहकीय AFM (CAFM ) उच्च वर्तमान और श्रेणियों के लिए सुरंग खोदने AFM (टूना ) कम मौजूदा श्रृंखला के लिए AFM की दो श्रेणियां हैं . CAFM एक व्यापक रूप से प्रयोग किया जाता तकनीक है, जबकि टूना संवेदन मॉड्यूल के रूप में अच्छी तरह के रूप में सभी मौजूदा स्तर मापने के लिए तकनीक का प्रतिनिधित्व करता है. की क्षमताओं ट्यूना प्रमुख तत्वों, अर्थात्, वर्तमान संवेदक, प्रवाहकीय AFM जांच और AFM के आधार मोड द्वारा निर्धारित कर रहे हैं.

Bruker एक बेहतर के साथ आ गया है टूना मॉड्यूल पीक फोर्स दोहन मोड जो बहुत सभी तीन प्रमुख तत्वों में सुधार के रास्ते से. पीक फोर्स दोहन मोड के विशेष बल टिप नमूना नियंत्रण (नरम नाजुक नमूने के लिए), मात्रात्मक सामग्री नैनो यांत्रिक संपत्ति मानचित्रण, सहसंबद्ध nanoscale बिजली संपत्ति लक्षण वर्णन और छवि अनुकूलन एल्गोरिदम को सरल करने के लिए ScanAsyst देता है.

अलग टूना मोड

टूना संपर्क करें

यह मोड अपने ऑपरेशन के लिए एक प्रवाहकीय टिप और एक वर्तमान संवेदन मॉड्यूल का उपयोग करता है. इस तकनीक का परम्परागत अनुप्रयोगों स्थानीयकृत और इमेजिंग डेटा भंडारण और अर्धचालक उपकरणों, piezoelectric और ferroelectric सामग्री के लक्षण वर्णन में बिजली दोष, और पॉलिमर का आयोजन शामिल हैं. संपर्क मोड nanowires कि दोनों ऊर्ध्वाधर या पार्श्व दिशाओं में कम इमेजिंग बलों की जरूरत है की तरह प्रवाहकीय और पॉलिमर शिथिल बाध्य नमूने के नमूने के रूप में स्थलाकृतिक प्रतिक्रिया के लिए नहीं किया जा सकता है.

मोड टूना दोहन

इस मोड में, AFM ब्रैकट अपनी मौलिक flexural अनुनाद मोड पर डोलती है, जिससे संपर्क मोड में के रूप में इमेजिंग के दौरान पार्श्व बलों की सीमाओं को समाप्त हो जाते हैं. खड़ी बातचीत बल इमेजिंग नरम और नाजुक नमूने जबकि ब्रैकट उच्च यांत्रिक क्यू की वजह से उतारा है. इसके अलावा, के बाद से टिप संपर्क कम से कम पहनते हैं, और आंसू की नोक अनुपस्थित है.

टोर्शनल अनुनाद ट्यूना

टोर्शनल अनुनाद टूना या टी.आर. टूना , AFM cantilevers oscillating के टोर्शनल मोड में छवियों कि नरम नाजुक नमूनों की सतह की नोक बातचीत का एक व्यापक रेंज का अध्ययन मदद का उत्पादन. पहली टोर्शनल गूंज मोड पर oscillating ब्रैकट पार्श्व बलों है कि टोर्शनल गुंजयमान आवृत्ति, आयाम, और / या ब्रैकट के चरण को संशोधित पैदा करता है. टिप नमूना प्रत्येक दोलन के साथ संपर्क में परिवर्तन, इसलिए विचलन माप में पैदा हो सकता है. इसके अलावा कुछ angstroms से कम आयाम सीमित ऑपरेशन की स्थिरता घट जाती है.

PeakForce टूना के सिद्धांतों

PeakForce टूना पीक फोर्स दोहन विधि पर आधारित है और प्राप्त करने में सक्षम है पीक फोर्स मात्रात्मक nanomechanical माप (QNM ) . चित्रा 1 पीक फोर्स टूना तकनीक की स्थापना से पता चलता है.

चित्रा 1: युगपत स्थलाकृति के लिए PeakForce टूना सेटअप, यांत्रिक और बिजली संपत्ति मानचित्रण का चित्रण है.

PeakForce टूना मॉड्यूल

मॉड्यूल के लिए 10 ⁷ से लाभ की एक सीमा के पार ¹⁰ 10 वी / A 15KHz के एक बैंडविड्थ है डिज़ाइन किया गया है यह विभिन्न लाभ आवश्यकताओं के लिए मॉड्यूल को बदलने की जरूरत eliminates, और चक्र पर एक शोर 100fA नीचे वर्तमान औसत.

पीक दोहन फोर्स

शिखर बल दोहन मोड में, जांच और नमूना दोहन मोड में हैं और रहकर संपर्क में आते हैं, जिससे इमेजिंग के दौरान पार्श्व बलों से बचने के लिए किया. प्रतिक्रिया पाश में प्रत्येक चक्र के लिए टिप (चोटी बल) पर अधिकतम शक्ति को नियंत्रित करता है. पीक फोर्स दोहन एल्गोरिथ्म टिप नमूना एक मॉडुलन आवृत्ति (1 के लिए 2kHz) से कम है ब्रैकट गुंजयमान आवृत्ति के साथ बातचीत बल का जवाब है.

PeakForce टूना परिणाम

चित्रा 2 शीर्ष Z स्थिति, मध्य लाइन जांच और नीचे लाइन का पता चला वर्तमान का प्रतिनिधित्व द्वारा मापा बल दिखाने का प्रतिनिधित्व लाइन के साथ सतह के साथ जांच की बातचीत के परिणाम से पता चलता है. तीन ग्राफ से हासिल माप वर्तमान चोटी (बिंदु सी), साइकिल मौजूदा औसत (बिंदु से एक और ई के लिए) और संपर्क वर्तमान औसत (डी करने के लिए बिंदु बी).

चित्रा 2: Z स्थिति, बल, और एक पीक चक्र (बी) कूद संपर्क करने के लिए, (सी) शिखर बल (डी) आसंजन लेबल सहित महत्वपूर्ण बिंदुओं के साथ, दोहन फोर्स के दौरान समय के एक समारोह के रूप में वर्तमान के भूखंड.

PeakForce टूना ऑपरेशन मोड

इमेजिंग मोड

इस मोड में, एक बिजली के जांच के नमूने पर पीक बल दोहन मोड में चलाया जाता है और प्रतिक्रिया पाश टिप पर पीक बल नियंत्रण है, जिससे पहनने के टिप और सतह के कम से कम है. टूना मॉड्यूल तो मौजूदा इंद्रियों और स्थलाकृति छवि और यांत्रिक गुणों नक्शे के रूप में डेटा प्रस्तुत.

चतुर्थ स्पेक्ट्रोस्कोपी मोड

इस मोड में एक निश्चित स्थिति में टिप जोत द्वारा स्थानीय स्पेक्ट्रा वर्तमान वोल्टेज को मापने जबकि नमूना चालें ऊपर और नीचे करने के लिए प्रयोग किया जाता है. प्रतिक्रिया पाश एक निरंतर विक्षेपन रखता है जबकि चतुर्थ वक्र तैयार की है.

निष्कर्ष

Bruker है PeakForce टूना तकनीक उपयोग करने के लिए आसान है और बल नियंत्रण मानचित्रण के सबसे सक्षम तरीका नाजुक नमूने के लिए विशेष रूप से, सिद्ध होती है. Bruker भी एक एम ब्रौन दस्ताना बॉक्स है कि नमूना और AFM मापने बाहरी interferences से स्थापित की रक्षा प्रदान करता है. चित्रा 3 में सभी चर्चा की चर्चा ऊपर AFM तकनीक का सार.

चित्रा 3: AFM आधारित चालकता माप तकनीक की तुलना.

Bruker

Bruker नैनो प्रदान करता है परमाणु सेना माइक्रोस्कोप / स्कैन जांच माइक्रोस्कोप (AFM / एसपीएम) उत्पादों है कि व्यावसायिक रूप से उपलब्ध अन्य प्रणालियों से बाहर अपने मजबूत डिजाइन और आसानी से उपयोग की, उच्चतम संकल्प को बनाए रखने whilst. लिए खड़े सिर, जो हमारे सभी उपकरणों का हिस्सा है को मापने के nanos, ब्रैकट विक्षेपन, जो सेटअप इतनी सघन है कि यह कोई एक मानक अनुसंधान खुर्दबीन उद्देश्य से भी बड़ा है बनाता है मापने के लिए एक अनूठा फाइबर ऑप्टिक interferometer कार्यरत हैं.

यह जानकारी sourced किया गया है, की समीक्षा की और Bruker AXS द्वारा उपलब्ध कराई गई सामग्री से अनुकूलित.

इस स्रोत के बारे में अधिक जानकारी के लिए कृपया देखें Bruker AXS.