PeakForce tonno e di altre modalità di AFM per l'elettrotecnica, di misura delle proprietà

Di Editors AZoNano

Indice dei contenuti

Introduzione

Di solito, su scala nanometrica caratterizzazione elettrica è fatto da AFM-based misure di conducibilità. conduttiva AFM (CAFM) ad alta intervalli di corrente e tunneling AFM (tonno) per abbassare gamma attuale sono le due categorie di AFM. CAFM è una tecnica ampiamente utilizzata, mentre TONNO rappresenta il modulo di rilevamento così come la tecnica di misura per tutti i livelli attuali. Capacità di TONNO sono determinati dagli elementi chiave, vale a dire, sensore di corrente, conduttrice AFM sonda e modalità di base di AFM.

Bruker ha messo a punto un miglioramento TONNO modulo per mezzo di forza massima Tapping modalità che migliora notevolmente i tre elementi chiave. Modalità di Forza picco toccando dà esclusivo punta-campione di controllo di forza (per morbidi campioni delicati), quantitativi nano-meccanici mappatura dei beni materiali, correlata caratterizzazione su scala nanometrica proprietà elettriche e ScanAsyst per semplificare gli algoritmi di ottimizzazione delle immagini.

Modi diversi TONNO

Contatta TONNO

Questa modalità utilizza una punta conduttivo e un modulo di rilevamento corrente per il suo funzionamento. Applicazioni tradizionali di questa tecnica includono la localizzazione e di imaging i difetti elettrici nello storage dei dati e dei dispositivi a semiconduttore, la caratterizzazione di materiali piezoelettrici e ferroelettrici, e polimeri conduttori. Modalità di contatto non può essere utilizzato per un feedback topografiche come in campioni di polimeri conduttori e campioni debolmente legati come nanofili che hanno bisogno di forze di imaging bassa in entrambe le direzioni verticali o laterali.

Toccando TONNO modalità

In questa modalità, il cantilever AFM è oscillato nel suo modo fondamentale di risonanza flessionale, così i limiti delle forze laterali durante l'imaging come nella modalità di contatto sono eliminati. La forza di interazione verticale mentre i campioni di imaging morbido e delicato si abbassa a causa del Q meccanica del cantilever. Inoltre, poiché il contatto punta è al minimo, usura della punta è assente.

Risonanza TONNO torsionale

In TONNO risonanza torsionale o TONNO TR , il cantilever AFM oscillante nei modi torsionali produrre immagini che aiutano a studiare una vasta gamma di interazioni superficie-punta di morbida campioni delicati. Un cantilever oscillante in un primo modo di risonanza torsionale produce forze laterali che modificano torsionale frequenza di risonanza, l'ampiezza e / o la fase del cantilever. Il punta-campione cambia il contatto con ogni oscillazione, da cui deviazioni potrebbero sorgere nelle misurazioni. Anche limitando l'ampiezza a meno di un angstrom pochi diminuisce la stabilità di funzionamento.

Principi di TONNO PeakForce

TONNO PeakForce si basa sul metodo della forza di picco Tapping ed è in grado di acquisire forza di picco misurazioni quantitative nanomeccaniche (QNM) . La figura 1 mostra il set up della tecnica Peak TONNO Force.

Figura 1: Illustrazione di configurazione TONNO PeakForce per topografia simultanea, meccanica e la mappatura proprietà elettriche.

PeakForce TONNO modulo

Il modulo è progettato per avere una larghezza di banda di 15kHz tutta una serie di plusvalenze da luglio ¹⁰ - OTTOBRE 10 V / A. Questo elimina la necessità di cambiare il modulo per esigenze di guadagno diverso, e un rumore sul ciclo media corrente al di sotto 100fA.

Forza di picco Tapping

Nella modalità di forza massima intercettazioni, la sonda e il campione sono nella modalità tapping e sono fatte in modo intermittente per entrare in contatto, evitando così le forze laterali durante l'imaging. L'anello di retroazione controlla la forza massima sulla punta (forza di picco) per ogni ciclo. L'algoritmo di forza massima toccando risponde al punta-campione interazione forza con una modulazione di frequenza (da 1 a 2 kHz) inferiore a quella frequenza di risonanza del cantilever.

PeakForce TONNO Risultati

La Figura 2 mostra il risultato dell'interazione sonda con la superficie con la linea superiore che rappresenta Z-posizione, linea mediana che mostra la forza misurata dalla linea di fondo della sonda e che rappresentano attualmente rilevata. Le tre misurazioni ottenuto dal grafico sono picco di corrente (punto C), ciclo di media corrente (da punto A a E) e contattare media attuale (punto B a D).

Figura 2: Terreni di posizione Z, forza, e la corrente in funzione del tempo durante una forza massima Ciclo di maschiatura, con punti critici tra cui (B) jump-a-contatto, (C) picco di forza, etichettati adesione (D).

PeakForce TONNO Modalità di funzionamento

Modalità di imaging

In questa modalità, una sonda elettrica viene eseguita sul campione in modalità forza massima captazione e l'anello di retroazione controlla la forza di picco sulla punta, quindi l'usura della punta e la superficie è ridotto al minimo. Il modulo TONNO poi rileva la corrente e presenta i dati sotto forma di immagine topografia e mappe delle proprietà meccaniche.

IV Modalità di Spettroscopia

Questa modalità viene utilizzata per misurare la locale corrente-tensione spettri tenendo la punta in una posizione fissa, mentre il campione si muove su e giù. L'anello di retroazione mantiene una flessione costante mentre la curva IV è disegnato.

Conclusioni

TONNO Bruker PeakForce tecnica è facile da usare e dimostra di essere il metodo più in grado di rilevare il controllo della forza, specialmente per campioni delicati. Bruker fornisce anche un M-Braun vano portaoggetti che protegge il campione e la misura AFM costituito da interferenze esterne. Figura 3 riassume tutte le discusse sopra discussi tecniche AFM.

Figura 3: Confronto delle tecniche di conducibilità AFM a base di misurazione.

Bruker

Bruker Nano fornisce microscopio a forza atomica / microscopio a scansione di sonda (AFM / SPM) i prodotti che si distinguono dagli altri sistemi disponibili in commercio per la loro robustezza e facilità d'uso, pur mantenendo la massima risoluzione. Il Nanos testa di misura, che fa parte di tutti i nostri strumenti, si avvale di un unico fibra ottica interferometro per misurare la deviazione a sbalzo, che rende la configurazione così compatto che è più grande di un normale microscopio obiettivo di ricerca.

Queste informazioni sono state tratte, rivisto e adattato da materiali forniti dalla ditta Bruker AXS.

Per ulteriori informazioni su questa fonte si prega di visitare Bruker AXS .