Caractérisation des nanostructures en utilisant la méthode THON PeakForce

Par rédacteurs AZoNano

Table des matières

Présentation

Nanostructures forment la toile sur laquelle un certain nombre de dispositifs électroniques sont construits. Par conséquent, il est important d'analyser et d'étudier leurs structures électriques. Les sections suivantes fournissent une analyse détaillée des données recueillies par l'étude d'échantillons délicats utilisant la méthode de THON PeakForce .

Caractérisation des nanostructures

La topographie et la carte actuelle obtenu par la méthode de THON PeakForce appliquée sur les nanotubes de carbone qui sont reliés aux plots conducteurs placés sur le dessus de SiO ₂ / Si substrat est représenté dans la figure 1.

(A)

(B)

Figure 1. PeakForce images THON (a) la topographie (b) la carte actuelle de nanotubes de carbone à plat sur ​​une SiO ₂ / Si l'échantillon. Les images ont été prises sur la dimension Bruker ® ​​Icon ® AFM dans des conditions ambiantes, avec une sonde SMC-PIT (constante du ressort ~ 4N / m), 5 microns numériser à une polarisation de l'échantillon de 500 mV DC. Exemple de courtoisie du professeur de La Haye, de l'Université Rice.

L'image topographique montre tous les nanotubes clairement, ce qui implique que tous sont des conducteurs reliés aux plots conducteurs. L'image a aussi révélé des nanoparticules denses, qui sont probablement des résidus formés lors de la formation de l'échantillon. La conductivité de ces particules ne peuvent pas être analysées comme ils ne sont pas connectés à l'plots conducteurs. Ce point est confirmé par leur absence dans la carte actuelle. Une variation de la conductivité a été observée ce qui pourrait être attribué à leur présence sur ou le long des tubes. Bien que les nanotubes sont délicats, ils peuvent être poussés à la pointe de l'AFM (pour contacter le mode AFM) comme le substrat est dur. Lorsque vous utilisez THON PeakForce , la pointe SMC-PIT (platine-iridium couché) peut être tolérée pendant de longues heures sans le substrat, il s'érode.

Afin de faire une étude comparative, le même échantillon a été imagée en utilisant la méthode THON torsion. Il a été observé que la trace conductivité a été beaucoup plus large, qui pourrait être due à la juxtaposition latérale de la sonde AFM pendant l'utilisation. Figure 2a et b présentent les THON PeakForce des images de tapis de nanotubes de carbone qui est vertical et multi-parois et placée sur un substrat conducteur.

Figure 2. PeakForce images THON (a) la topographie 50nm échelle (b) de pointe carte actuelle (échelle 1 nA) d'une verticale à parois multiples tapis de nanotubes de carbone sur un substrat conducteur. Les images ont été prises sur le Bruker MultiMode 8 AFM dans l'air ambiant, avec SCM-PIT sonde (constante du ressort ~ 4N / m), la numérisation 1IM à une force de pointe de 10nN, et la partialité du DC-1V. TR-THON images (c) l'échelle topographie 100nm (d) la carte actuelle (échelle de 1 nA) pour comparaison.

L'image montre les embouts des nanotubes. Dans la carte actuelle, la conductivité n'a pas été démontré par l'ensemble des nanotubes à parois multiples, faisceaux assez différentes ont montré des variations de la conductivité. Cette variation pourrait être due à la différence dans la manière dont les nanotubes sont connectés ou l'effet du plafonnement sur les tubes. Lorsque le mode de contact a été utilisé dans l'imagerie pas d'images stables ont été obtenus; THON torsion a donné une image actuelle qui différait de celle obtenue à partir THON PeakForce . Les images THON TR représenté de nombreuses taches abandonnées sur les tubes unique qui peut être due à la torsion latérale qui causent intermittents contact électrique avec la surface.

Sélection de la sonde dans le THON PeakForce

Tout en choisissant le droit THON PeakForce sonde, la constante de ressort et le matériau de revêtement conducteur sont des facteurs importants à considérer. Dernière sonde Bruker sont conçus pour être utilisés avec les échantillons douce délicate. Les sondes sont recouverts d'or (Au) ayant des constantes de printemps de l'ordre de 0,4 N. / m. Le SMC-PIT sondes ont un revêtement de platine-iridium et le printemps constante d'environ 3N / m et sont adaptés pour travailler avec des échantillons fragiles comme les nanostructures faiblement lié. Pour la caractérisation des cellules organiques, les sondes de silicium qui sont revêtues d'un métal à faible fonction de travail sont les plus appropriés.

Conclusions

La méthode de THON PeakForce fois mis en œuvre en utilisant la technologie Bruker Force pic Tapping est capable de produire une bande passante haute, la conception d'amplificateur faible bruit en cours avec gain élevé fonctionnalités. Scores PeakForce méthode de thon sur toutes les méthodes de l'AFM d'autres à être en mesure de travailler avec des échantillons fragiles. L'imagerie AFM réalisé en utilisant cette méthode est d'une haute résolution et la précision. Par ailleurs, l'algorithme ScanAsyst qui vient avec THON PeakForce simplifie l'optimisation des paramètres de numérisation de l'AFM. Cette méthode permet à l' qnm Force pic (quantitative nanomécaniques) également être cartographiés, qui fournit des détails sur les informations électriques avec la topographie. La boîte à gants Bruker est une fonctionnalité ajoutée, qui prend soin de traitement d'air échantillons sensibles correctement.

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