Recherche d'Asile et Rapport Détaillé de Release d'ORNL sur la Microscopie de Force de Piezoresponse (PFM)

Published on December 14, 2008 at 9:39 AM

La Recherche d'Asile et le Laboratoire National d'Oak Ridge (ORNL) ont publié des 24 monographies détaillée de page expliquant la théorie, fonctionnalité et les applications de Piezoresponse Forcent la Microscopie (PFM). Le couplage Électromécanique est l'un des mécanismes naturels principaux étant à la base du fonctionnement de beaucoup de matériaux minéraux et macromoléculaires et est omniprésent dans des systèmes biologiques. L'émergence des souvenirs non-volatiles et des dispositifs de stockage de données ferroélectriques et multiferroic a stimulé des études des matériaux électromécanique-actifs au nanoscale, et PFM a apparu comme outil prééminent pour la représentation, la spectroscopie, et la manipulation de nanoscale de ces matériaux. En collaboration avec ORNL, la Recherche d'Asile a avancé la technologie de PFM, activant la sensibilité très élevée, la polarisation élevée, et les mesures interférence interférence du piezoelectrics, du ferroelectrics, du multiferroics, et des systèmes biologiques. PFM est mis en application sur la famille de l'Asile d'AFMs, y compris la suite et le Cypher™ AFM neuf de MFP-3D™. Les seuls modes spectroscopiques de représentation de fonctionnalités du système comprenant la spectroscopie PFM de commutation et l'excitation PFM de bande.

« Electromechanics et PFM élèvent des domaines de recherche avec des études s'échelonnant des dispositifs de stockage de données à MEMS aux protéines et à l'électrophysiologie d'electromotor. Cette monographie neuve explique l'utilisation des accessoires à haute tension spéciaux et des modes avancés de représentation au piezoresponse de mesure, même pour les plus faibles matériaux piézoélectriques, » a dit M. Jason Cleveland, PRÉSIDENT et co-fondateur de Recherche d'Asile. « Nous voyons que le potentiel grand pour des mesures avancées dans beaucoup de différentes disciplines et lui est notre espoir et attente que cette monographie neuve sur le sujet stimulera l'intérêt pour l'utilisation de PFM. »

Avec PFM, une polarisation est appliquée à l'extrémité d'AFM utilisant l'électronique de propriété industrielle, à un encorbellement à haute tension, et au support témoin. L'amplitude verticale et transversale de réaction mesure l'activité électromécanique locale de la surface, et la phase de la réaction fournit l'information sur le sens de polarisation. Sur l'Asile AFMs, les tensions de sondage élevées, jusqu'à +220 volts, peuvent caractériser même les matériaux piézo-électriques très faibles. Le cheminement de résonance et l'excitation À double fréquence de bande, emploient effectivement l'amélioration de résonance dans PFM pour fournir des informations neuves sur la dispersion locale de réaction et d'énergie qui ne peut pas être obtenue par des modes de lecture normaux d'AFM. Ces techniques permettent la principale mesure de l'amplitude, de la fréquence de résonance, et du Q-Facteur de l'encorbellement et surmontent des limitations de l'excitation en porte-à-faux sinusoïdale traditionnelle. L'utilisation d'une plage de fréquence étendue (1kHz - 2MHz) permet la représentation les deux à l'état statique, et l'utilisation pertinente de plusieurs résonances en porte-à-faux ainsi que l'utilisation du raidissement à inertie de l'encorbellement.

La dynamique de Polarisation peut également être étudiée avec les modes de spectroscopie qui comprennent les mesures de boucle d'hystérésis et le mappage uniques de spectroscopie de commutation. Ces modes fournissent à la mesure locale de tels paramètres comme les polarisations coercitives et de nucléation, l'empreinte, la réaction rémanente, et le travail de la commutation (zone dans la boucle d'hystérésis), pour la corrélation la microstructure locale. Combiné avec à haute tension, ceux-ci permettent la polarisation locale commutant pour être sondé même en matériaux de haut-coercivity tels que les monocristaux électro-optiques.

Le Lancement de la recherche sur PFM actuel est conduit au Laboratoire National d'Oak Ridge à la Division de Science et Technologie de Matériaux et au Centre pour des Sciences Des Matériaux De Nanophase, en collaboration avec la Recherche d'Asile. « Les travaux récents que nous avons effectués en collaboration avec l'Asile produisent déjà des résultats d'inauguration, » a dit M. Kalinin, Scientifique de Personnel à ORNL. « La pléthore de phénomènes électromécaniques neufs et excitants apparaissant sur le nanoscale - des passages de phase induits de champ électrique dans le ferroelectrics au flexoelectricity électronique et aux electromotors moléculaires - a été démontée par le manque de capacité pour les étudier quantitativement et reproductible. PFM est la technique qui active ces études. Éventuellement, le développement de la nanotechnologie exigera la capacité non seulement « pensent », mais « agir » sur le nanoscale. PFM préparera le terrain pour la compréhension des mécanismes électromécaniques de couplage sur l'échelle de nanomètre et le développement des systèmes électromécaniques moléculaires.  »

Last Update: 11. January 2012 16:11

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