Asilo di ricerca e ORNL Segnala rilascio dettagliate su Force Microscopy piezoresponse (PFM)

Published on December 14, 2008 at 9:39 AM

Asilo di ricerca e Oak Ridge National Laboratory (ORNL) hanno rilasciato una dettagliata monografia di 24 pagine che spiega, funzionalità teoria e applicazioni di microscopia a forza piezoresponse (PFM). Accoppiamento elettromeccanico è uno dei meccanismi fondamentali alla base la funzione naturale di molti inorganici e materiali macromolecolari ed è onnipresente nei sistemi biologici. L'emergere di ferroelettrici e multiferroic memorie non volatili e dispositivi di memorizzazione dei dati ha stimolato gli studi di materiali elettromeccanico attiva su scala nanometrica, e la PFM è emerso come il preminente strumento per l'imaging su nanoscala, spettroscopia, e la manipolazione di questi materiali. In collaborazione con ORNL, Asylum Research ha avanzato la tecnologia della PFM, che permette sensibilità molto alta, alta polarizzazione, e diafonia senza misure di piezoelettrici, ferroelettrici, multiferroics e sistemi biologici. PFM è implementato sulla famiglia l'asilo di AFMs, tra cui il MFP-3D ™ della serie e il nuovo Cypher ™ AFM. Il sistema di caratteristiche uniche modalità di imaging spettroscopico ivi compreso il passaggio PFM spettroscopia e di eccitazione PFM band.

"Elettromeccanica e la PFM sono in crescita le aree di ricerca con studi che vanno dai dispositivi di archiviazione dati per MEMS alle proteine ​​elettromotore ed elettrofisiologia. Questa nuova monografia che illustra l'utilizzo di speciali accessori alta tensione e modalità di imaging avanzate per misurare piezoresponse, anche per i più deboli materiali piezoelettrici, "ha detto il dottor Jason Cleveland, CEO e co-fondatore di ricerca in materia di asilo. "Vediamo un grande potenziale per misure avanzate in molte discipline diverse ed è nostra speranza e l'aspettativa che questa nuova monografia sul tema stimolerà l'interesse nell'uso della PFM."

Con la PFM, una polarizzazione viene applicata alla punta AFM utilizza l'elettronica proprietaria, una mensola alta tensione, e portacampioni. L'ampiezza di risposta verticale e laterale misura l'attività locale elettromeccanico della superficie, e la fase della risposta resa informazioni sulla direzione di polarizzazione. Su AFMs Asilo, alta tensione sondaggio, fino a 220 volt, in grado di caratterizzare i materiali piezoelettrici ancora molto debole. Doppio inseguimento frequenza di risonanza e di eccitazione banda, usare efficacemente la valorizzazione risonanza PFM di fornire nuove informazioni sulla risposta locale e la dissipazione di energia che non può essere ottenuta con standard di modalità di scansione AFM. Queste tecniche permettono di misurazione indipendente di ampiezza, frequenza di risonanza e fattore Q del cantilever e superare le limitazioni delle tradizionali eccitazione sinusoidale a sbalzo. L'uso di una vasta gamma di frequenze (1kHz - 2 MHz) permette di imaging sia a condizione statica, e l'utilizzo efficace delle risonanze cantilever diversi così come l'uso del irrigidimento inerziale del cantilever.

Dinamiche di polarizzazione può essere studiato anche con modalità che includono la spettroscopia single-point misure ciclo di isteresi e la mappatura spettroscopia di commutazione. Queste modalità forniscono misura locale di parametri quali pregiudizi coercitiva e nucleazione, impronta, la risposta ritentivi, e l'opera di commutazione (area all'interno del ciclo di isteresi), per la correlazione con la microstruttura locale. Sia per l'alta tensione, questi permettono la polarizzazione locale di commutazione per essere sondato anche in alta coercitività materiali come cristalli singoli elettro-ottici.

Ricerca pionieristica sul PFM è attualmente in corso a Oak Ridge National Laboratory presso la divisione di Scienza dei Materiali e Tecnologie e Centro per nanofasici Scienze dei Materiali, in collaborazione con l'asilo di ricerca. "Il recente lavoro che abbiamo svolto in collaborazione con l'asilo sta già producendo innovativo risultati", ha detto il Dott. Kalinin, Staff Scientist presso ORNL. "La pletora di fenomeni elettromeccanici nuovi ed entusiasmanti emergenti su scala nanometrica - dalle transizioni di fase campo elettrico indotto in ferroelettrici a flexoelectricity elettronici e motori elettrici molecolare - è stata smentita dalla mancanza di capacità di studiare quantitativamente e riproducibile PFM è la tecnica che consente. questi studi. Alla fine, lo sviluppo delle nanotecnologie richiede la capacità non solo di "pensare", ma di "agire" su scala nanometrica. PFM aprirà la strada per la comprensione dei meccanismi di accoppiamento elettromeccanico su scala nanometrica e lo sviluppo del molecolari sistemi elettromeccanici ".

Last Update: 25. October 2011 05:58

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