電気特性の測定のための PeakForce のマグロそして他の AFM のモード

AZoNano エディターによって

目録

導入
異なったマグロのモード
     接触のマグロ
     叩くモードのマグロ
     ねじり共鳴マグロ
PeakForce のマグロの原則
     PeakForce のマグロのモジュール
     PeakForce の叩くこと
     PeakForce のマグロの結果
PeakForce のマグロの操作モード
     イメージ投射モード
     IV 分光学のモード
結論
Bruker

導入

通常、ナノメータースケールの電気性格描写は AFM ベースの伝導性の測定によって行われます。 高い現在の範囲のための伝導性 AFM (CAFM) および AFM (マグロ) より低い現在の範囲のためにトンネルを掘ることは AFM の 2 つのカテゴリです。 CAFM はマグロはすべての現在のレベルのための感知のモジュール、また測定技術を表すが、広く利用された技術です。 マグロの機能はキーエレメントによって、 AFM の即ち、現在のセンサー、伝導性 AFM のプローブおよびベースモード定められます。

Bruker は 3 つのキーエレメントをすべて非常に改良するピーク力の叩くモードを通って改良されたマグロのモジュールを都合しました。 ピーク力の叩くモードは排他的な先端サンプル力制御 (柔らかく敏感なサンプルのために)、画像の最適化アルゴリズムを簡素化するためにマップする量的な nano 機械物質的な特性関連させた nanoscale の電気特性の性格描写および ScanAsyst を与えます。

異なったマグロのモード

接触のマグロ

このモードは操作のために伝導性の先端および現在の感知のモジュールを使用します。 この技術の慣習的なアプリケーションはデータ記憶および半導体デバイスに集中およびイメージ投射を電気欠陥、圧電気および ferroelectric 材料の性格描写、および行なうポリマー含めます。 接触モードは伝導性ポリマーのサンプルでように地勢フィードバックに使用し、緩く縦か側面方向で低いイメージ投射力を必要とする nanowires のようなサンプルを区切ることができません。

叩くモードのマグロ

このモードでは、 AFM の片持梁は基本的な flexural 共鳴モード、それによりイメージ投射の間の側面力の限定で接触モードでように除去される振動します。 イメージ投射柔らかく、敏感なサンプルが片持梁の高い機械 Q のために下がる間、縦の相互作用力。 また先端の接触少くともあるので、先端の消耗は不在です。

ねじり共鳴マグロ

ねじり共鳴マグロTR のマグロでは、ねじりモードで振動する AFM の片持梁は柔らかく敏感なサンプルの表面先端の相互作用の広い範囲の調査を助ける画像を作り出します。 最初ねじり共鳴モードの片持梁振動は片持梁のねじり共振周波数、振幅や段階を修正する側面力を作り出します。 各振動の先端サンプル接触の変更; それ故に偏差は測定で起こるかもしれません。 また振幅を限定することは少数のオングストロームよりより少なく操作の安定性を減らします。

PeakForce のマグロの原則

PeakForce のマグロはピーク力の叩く方法に基づき、ピーク力の量的な nanomechanical 測定を得ることができます (QNM)。 図 1 はピーク力のマグロの技術のセットアップを示します。

図 1: PeakForce のマグロの実例は同時地形の、機械および電気特性のマップのためにセットアップしました。

PeakForce のマグロのモジュール

モジュールは 10 からの 10 V/A. に利得の範囲を渡る 15kHz の7 帯域幅があるように10 設計されています。 これは異なった利得の条件のためのモジュールを変更する必要性を除去しサイクルの騒音は 100fA の下で流れを平均しました。

ピークに力の叩くこと

ピーク力の叩くモードでは、プローブおよびサンプルは叩くモードにあり、断続的にそれによりイメージ投射の間に側面力を避ける接触、入って来。 フィードバックループは各サイクルのための先端 (ピーク力) の最大力を制御します。 ピーク力の叩くアルゴリズムは片持梁の共振周波数より低い変調頻度 (2kHz への 1) の先端サンプル力の相互作用に答えます。

PeakForce のマグロの結果

図 2 は Z 位置を表す上ラインプローブによって測定される力を示す中間ラインおよび検出された流れを表す要点が付いている表面とのプローブの相互作用の結果を示します。 グラフから達成される 3 つの測定はピーク電流です (ポイント C) のサイクルは流れを平均しました (ポイントから E) および接触への A は流れ (D) へのポイント B を平均しました。

図 2: (b) ジャンプに接触を含む屈曲点が付いている 1 つのピーク力の叩くサイクルの間の時間の機能として Z の位置、力および流れのプロット、 (c) ピーク力、 (d) 分類される付着。

PeakForce のマグロの操作モード

イメージ投射モード

このモードでは、電気プローブはピーク力の叩くモードのサンプルに動作し、フィードバックループは先端の先端、それにより摩耗のピーク力を制御し、表面は最小化されます。 マグロのモジュールはそして流れを感じ、地形の画像および機械特性のマップの形でデータを示します。

IV 分光学のモード

固定位置の先端の保持によってこのモードがローカル現在電圧スペクトルを測定するのに使用されていますサンプルが上下に動く間。 フィードバックループは IV カーブが引かれる間、一定した偏向を維持します。

結論

Bruker の PeakForce のマグロの技術は使いやすく、敏感なサンプルのために、特にマップする力制御の最も可能な方法であると証明します。 Bruker はまた外部干渉からサンプルおよび AFM 測定セットアップを保護する M-Braun のグローブボックスを提供します。 図 3 はすべての論議されたの上論議された AFM の技術を要約します。

図 3: AFM ベースの伝導性の測定技術の比較。

Bruker

Bruker の Nano 表面は強いデザインおよび使い易さのための他の商用化されたシステムから際立っている原子力の顕微鏡/スキャンのプローブの顕微鏡 (AFM/SPM) の製品を提供します、間高リゾリューションを維持する。 すべての私達の器械の部品である NANOS 測定ヘッドはこと標準研究の顕微鏡の目的より大きくないセットアップコンパクトをそう作る片持梁偏向を測定するための一義的な光ファイバーの干渉計を用います。

この情報は Bruker の Nano 表面によって提供される材料から供給され、見直され、そして適応させて。

このソースのより多くの情報のために Bruker の Nano 表面を訪問して下さい。

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

Last Update: 23. January 2014 11:15

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