ATUM de PeakForce e Outros Modos do AFM para a Medida Elétrica das Propriedades

Por Editores de AZoNano

Índice

Introdução
Modos Diferentes do ATUM
     ATUM do Contacto
     ATUM de Batida do Modo
     ATUM De Torção da Ressonância
Princípios de ATUM de PeakForce
     Módulo do ATUM de PeakForce
     Batida de PeakForce
     Resultados do ATUM de PeakForce
Modos de Operação do ATUM de PeakForce
     Modo da Imagem Lactente
     IV Modo da Espectroscopia
Conclusões
Bruker

Introdução

Tipicamente, a caracterização elétrica da nanômetro-escala é feita por medidas AFM-baseadas da condutibilidade. O AFM Condutor (CAFM) para escalas actuais altas e a escavação de um túnel AFM (ATUM) para uma mais baixa escala actual são as duas categorias de AFM. CAFM é uma técnica amplamente utilizada, quando o ATUM representar o módulo de detecção assim como a técnica de medição para todos os níveis actuais. As Capacidades do ATUM são determinadas pelos elementos chaves, a saber, sensor actual, ponta de prova condutora do AFM e modalidade básica do AFM.

Bruker veio acima com um módulo melhorado do ATUM pelo modo de Batida da Força Máxima que melhora extremamente todos os três elementos chaves. O modo de batida da Força Máxima dá o controle de força exclusivo da ponta-amostra (para amostras delicadas macias), a propriedade material nano-mecânica quantitativa que traçam, a caracterização elétrica correlacionada e o ScanAsyst da propriedade do nanoscale para simplificar algoritmos de optimização da imagem.

Modos Diferentes do ATUM

ATUM do Contacto

Este modo usa uma ponta condutora e um módulo de detecção actual para sua operação. As aplicações Convencionais desta técnica incluem a localização e a imagem lactente os defeitos elétricos no armazenamento de dados e nos dispositivos de semicondutor, caracterização de materiais piezoeléctricos e ferroelectric, e polímeros de condução. O modo de Contacto não pode ser usado para o feedback topográfico como nas amostras de polímeros condutores e frouxamente limitar amostras como os nanowires que precisam baixas forças da imagem lactente nos sentidos verticais ou laterais.

ATUM de Batida do Modo

Neste modo, o modilhão do AFM é oscilado em seu modo de ressonância flexural fundamental, desse modo as limitações de forças laterais durante a imagem lactente como no modo de contacto são eliminados. A força vertical da interacção quando as amostras macias e delicadas da imagem lactente forem abaixadas devido ao Q mecânico alto do modilhão. Também, desde que o contacto da ponta é pelo menos, o uso e desgaste da ponta é ausente.

ATUM De Torção da Ressonância

No ATUM De Torção da Ressonância ou no ATUM do TR, os modilhões do AFM que oscilam em modos de torção produzem as imagens que ajudam a estudar uma escala larga de interacções da superfície-ponta de amostras delicadas macias. Um modilhão que oscila no primeiro modo de ressonância de torção produz as forças laterais que alteram a freqüência ressonante de torção, a amplitude e/ou a fase do modilhão. As mudanças do contacto da ponta-amostra com cada oscilação; daqui os desvios puderam elevarar nas medidas. Igualmente limitar a amplitude menos do que alguns ångströms diminui a estabilidade da operação.

Princípios de ATUM de PeakForce

O ATUM de PeakForce é baseado no método de Batida da Força Máxima e é capaz de adquirir medidas nanomechanical quantitativas da Força Máxima (QNM). Figura 1 mostra estabelecido da técnica Máxima do ATUM da Força.

Figura 1: A Ilustração do ATUM de PeakForce setup para o traço simultâneo da topografia, o mecânico e o elétrico da propriedade.

Módulo do ATUM de PeakForce

O módulo é projectado ter uma largura de faixa de 15kHz através de uma escala dos ganhos de 107 a 1010 V/A. Isto elimina a necessidade de mudar o módulo para exigências diferentes do ganho, e um ruído no ciclo calculou a média da corrente abaixo de 100fA.

Batida Máxima da Força

No modo de batida da força máxima, a ponta de prova e a amostra reagem do modo de batida e são feitas intermitentemente para vir no contacto, evitando desse modo as forças laterais durante a imagem lactente. Os controles de laço de feedback a força máxima na ponta (força máxima) para cada ciclo. O algoritmo de batida da Força Máxima responde à interacção da força da ponta-amostra com uma freqüência da modulação (1 a 2kHz) mais baixa do que a freqüência ressonante do modilhão.

Resultados do ATUM de PeakForce

Figura 2 mostra o resultado da interacção da ponta de prova com superfície com a linha superior que representa a Z-Posição, linha média que mostra a força medida pela ponta de prova e pelos ganhos líquidos que representam a corrente detectada. As três medidas conseguidas do gráfico são corrente máxima (o ponto C), ciclo calculou a média da corrente (do ponto A a E) e a contacto calculou a média da corrente (ponto B a D).

Figura 2: Lotes da posição, da força, e da corrente de Z em função do tempo durante um ciclo de Batida da Força Máxima, com os pontos críticos que incluem (b) o salto-à-contacto, (c) força máxima, (d) adesão etiquetada.

Modos de Operação do ATUM de PeakForce

Modo da Imagem Lactente

Neste modo, uma ponta de prova elétrica é executada sobre a amostra no modo de batida da força máxima e os controles de laço de feedback a força máxima na ponta, desse modo desgaste da ponta e superfície são minimizados. O módulo do ATUM então detecta a corrente e apresenta os dados sob a forma dos mapas da imagem da topografia e das propriedades mecânicas.

IV Modo da Espectroscopia

Este modo está usado para medir os espectros locais da actual-tensão guardarando a ponta em um de posição fixa quando a amostra se mover para cima e para baixo. O laço de feedback mantem uma deflexão constante quando a curva IV for desenhada.

Conclusões

A técnica do ATUM do PeakForce de Bruker é fácil de usar e prova ser o método o mais capaz do controle de força que traça, especialmente para amostras delicadas. Bruker igualmente fornece a caixa de luva de um M-Braun que protege a amostra e a medição do AFM se estabelece das interferências externos. Figura 3 resume todas as técnicas acima-discutidas discutidas do AFM.

Figura 3: Comparação de técnicas de medida AFM-baseadas da condutibilidade.

Bruker

As Superfícies Nano de Bruker fornecem os produtos Atômicos do Microscópio da Força/do Microscópio Ponta De Prova da Exploração (AFM/SPM) que estão para fora de outros sistemas disponíveis no comércio para seus projecto e acessibilidade robustos, enquanto mantendo o mais de alta resolução. A cabeça de medição de NANOS, que é peça de todos nossos instrumentos, emprega um interferómetro original da fibra óptica para medir a deflexão do modilhão, que faz o estojo compacto da instalação assim que é não maior do que um objetivo padrão do microscópio da pesquisa.

Esta informação foi originária, revista e adaptada dos materiais fornecidos por Superfícies Nano de Bruker.

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor Superfícies Nano de Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:25

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