SGOMBRO di PeakForce ed Altri Modi del AFM per la Misura Elettrica dei Beni

Dagli Editori di AZoNano

Indice

Introduzione
Modi Differenti dello SGOMBRO
     SGOMBRO del Contatto
     SGOMBRO di Spillatura di Modo
     SGOMBRO Di Torsione di Risonanza
Principi di SGOMBRO di PeakForce
     Modulo dello SGOMBRO di PeakForce
     Spillatura di PeakForce
     Risultati dello SGOMBRO di PeakForce
Modi di Funzionamento dello SGOMBRO di PeakForce
     Modo di Rappresentazione
     IV Modo di Spettroscopia
Conclusioni
Bruker

Introduzione

Tipicamente, la caratterizzazione elettrica del nanometro-disgaggio è fatta mediante le misure AFM basate della conducibilità. Il AFM (CAFM) Conduttivo per gli intervalli a corrente forte e scavare una galleria il AFM (SGOMBRO) per l'intervallo più a corrente debole sono le due categorie di AFM. CAFM è una tecnica ampiamente usata, mentre lo SGOMBRO rappresenta il modulo di percezione come pure la tecnica di misurazione per tutti i livelli attuali. Le Capacità dello SGOMBRO sono determinate dagli elementi chiave, vale a dire, sensore corrente, sonda conduttiva del AFM e modo base del AFM.

Bruker ha fornito un modulo migliore dello SGOMBRO mediante il modo di Spillatura della Forza Di Punta che notevolmente migliora tutti e tre gli elementi chiave. Il modo di spillatura della Forza Di Punta dà il controllo di forza esclusivo del suggerimento-campione (per i campioni delicati molli), i beni materiali nano-meccanici quantitativi che mappano, la caratterizzazione elettrica correlata e ScanAsyst dei beni del nanoscale per semplificare gli algoritmi di ottimizzazione di immagine.

Modi Differenti dello SGOMBRO

SGOMBRO del Contatto

Questo modo utilizza un suggerimento conduttivo e un modulo di percezione corrente per la sua operazione. Le applicazioni Convenzionali di questa tecnica comprendono la localizzazione e la rappresentazione i difetti elettrici in unità a semiconduttore e di archiviazione di dati, caratterizzazione dei materiali piezoelettrici e ferroelettrici e polimeri di conduzione. Il modo di Contatto non può essere utilizzato per feedback topografico come in campioni dei polimeri conduttivi e limitare senza bloccare i campioni come i nanowires che hanno bisogno delle forze basse della rappresentazione sia nelle direzioni verticali o laterali.

SGOMBRO di Spillatura di Modo

In questo modo, la trave a mensola del AFM è oscillata al suo modo di risonanza flessionale fondamentale, quindi le limitazioni delle forze laterali durante la rappresentazione come nel modo di contatto si eliminano. La forza verticale di interazione mentre i campioni molli e delicati della rappresentazione è abbassato a causa di alta Q meccanica della trave a mensola. Inoltre, poiché il contatto del suggerimento è al minimo, l'usura del suggerimento è assente.

SGOMBRO Di Torsione di Risonanza

Nello SGOMBRO Di Torsione di Risonanza o nello SGOMBRO di TR, le travi a mensola del AFM che oscillano nei modi di torsione producono le immagini che contribuiscono a studiare una vasta gamma di interazioni del superficie-suggerimento dei campioni delicati molli. Un'oscillazione a mensola al primo modo di risonanza di torsione produce le forze laterali che modificano la frequenza di risonanza di torsione, l'ampiezza e/o la fase della trave a mensola. I cambiamenti del contatto del suggerimento-campione con ogni oscillazione; quindi le deviazioni hanno potuto sorgere nelle misure. Inoltre limitare l'ampiezza più di meno di alcuni angstrom fa diminuire la stabilità dell'operazione.

Principi di SGOMBRO di PeakForce

Lo SGOMBRO di PeakForce è basato sul metodo di Spillatura della Forza Di Punta ed è capace di acquisto delle misure nanomechanical quantitative della Forza Di Punta (QNM). Figura 1 mostra l'impostazione della tecnica Di Punta dello SGOMBRO della Forza.

Figura 1: L'Illustrazione dello SGOMBRO di PeakForce ha installato per la mappatura meccanica ed elettrica simultanea della topografia, dei beni.

Modulo dello SGOMBRO di PeakForce

Il modulo è destinato per avere una larghezza di banda di 15kHz attraverso un intervallo dei guadagni da 107 a 1010 V/A. Ciò elimina la necessità di cambiare il modulo per i requisiti differenti di guadagno e un disturbo sul ciclo ha fatto la media la corrente sotto 100fA.

Spillatura Di Punta della Forza

Nel modo di spillatura della forza di punta, la sonda ed il campione sono nel modo di spillatura ed intermittentemente sono fatti per entrare in contatto, quindi evitante le forze laterali durante la rappresentazione. I comandi del ciclo di feedback la forza massima sul suggerimento (forza di punta) per ogni ciclo. L'algoritmo di spillatura della Forza Di Punta risponde all'interazione della forza del suggerimento-campione con una frequenza di modulazione (1 a 2kHz) più bassa della frequenza di risonanza della trave a mensola.

Risultati dello SGOMBRO di PeakForce

Figura 2 mostra il risultato di interazione della sonda con superficie con la riga superiore che rappresentano la Z-Posizione, la riga media che mostrano la forza misurata dalla sonda e la riga inferiore che rappresenta la corrente individuata. Le tre misure raggiunte dal grafico sono picco di corrente (punto C), ciclo ha fatto la media la corrente (da punto A a E) ed al contatto ha fatto la media la corrente (punto B a D).

Figura 2: Tracciati della posizione, della forza e della corrente di Z in funzione di tempo durante l'un ciclo di Spillatura della Forza Di Punta, con i punti critici compreso (B) salto--contatto, (C) forza di punta, (D) aderenza contrassegnata.

Modi di Funzionamento dello SGOMBRO di PeakForce

Modo di Rappresentazione

In questo modo, una sonda elettrica è investita il campione nel modo di spillatura della forza di punta ed i comandi del ciclo di feedback la forza di punta sul suggerimento, quindi usura del suggerimento e superficie sono minimizzati. Il modulo dello SGOMBRO poi percepisce la corrente e presenta i dati sotto forma di mappe di immagine della topografia e dei beni meccanici.

IV Modo di Spettroscopia

Questo modo è usato per misurare gli spettri locali di corrente-tensione tenendo il suggerimento in un in posizione fissa mentre il campione alza ed abbassa. Il ciclo di feedback mantiene una deformazione costante mentre la curva IV è dissipata.

Conclusioni

La tecnica dello SGOMBRO del PeakForce di Bruker è di facile impiego e risulta essere il metodo più capace di controllo di forza che mappa, particolarmente per i campioni delicati. Bruker egualmente fornisce la scatola per guanti di un M-Braun che protegge il campione e l'impostazione di misurazione del AFM dalle interferenze esterne. Figura 3 riassume tutte le tecniche sopra-discusse discusse del AFM.

Figura 3: Confronto delle tecniche di misura AFM basate di conducibilità.

Bruker

Le Superfici Nane di Bruker fornisce i prodotti Atomici del Microscopio della Forza/del Microscopio Sonda di Scansione (AFM/SPM) che stanno fuori da altri sistemi disponibili nel commercio per la loro progettazione e facilità di uso robuste, mentre mantenendo il più di alta risoluzione. La testa di misurazione di NANOS, che fa parte di tutti gli nostri strumenti, impiega un interferometro a fibra ottica unico per la misurazione della deformazione a mensola, che fa il compatto di impostazione così che è non più grande di un obiettivo standard del microscopio della ricerca.

Questi informazioni sono state originarie, esaminate ed adattate dai materiali forniti dalle Superfici Nane di Bruker.

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego le Superfici Nane di Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:14

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