Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

ЭЛЕКТРОСИЛОВАЯ МИКРОСКОПИЯ





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

электросиловая микроскопия, в которой зонд и исследуемая поверхность образуют конденсатор ёмкостью С. На зонд наносится проводящее покрытие и подаётся переменное напряжение различной частоты. На поверхности возникает потенциал, зависящий от диэлектрических характеристик поверхности, что позволяет изучать состояние поверхности с высоким разрешением.

Электросиловая микроскопия. В электросиловой микроскопии для получения информации о свойствах поверхности используется электрическое взаимодействие между зондом и образцом. Рассмотрим систему, состоящую из зондового датчика, у которого зонд имеет проводящее покрытие, и образца, представляющего собой тонкий слой материала на хорошо проводящей подложке.

Пусть между зондом и образцом подано постоянное напряжение U0 и переменное напряжение U~ = U1 ·Sin(ωt). Если тонкий слой на подложке представляет собой полупроводник или диэлектрик, то он может содержать поверхностный заряд, так что на поверхности образца существует распределение потенциала φ(x,y) . Напряжение между зондом и поверхностью образца можно представить в виде

.

Схема измерения электрического взаимодействия зонда с образцом.

Система зонд – образец обладает некоторой электрической емкостью С, так что энергия такой системы может быть представлена в следующем виде: . Тогда электрическая сила взаимодействия зонда и образца равна . А ее Z-компонента может быть представлена в виде .

Детектирование амплитуды колебаний кантилевера на частоте 2ω позволяет исследовать распределение вдоль поверхности величины - производной от емкости по координате z. С помощью этого метода можно изучать локальные диэлектрические свойства приповерхностных слоев образцов. Для получения высокого разрешения в данной методике необходимо, чтобы электрическая сила в системе зондовый датчик - образец определялась, в основном, взаимодействием между зондом и поверхностью.

Поскольку сама величина зависит от расстояния зонд-образец, для исследования диэлектрических свойств образцов применяется двухпроходная методика. В каждой строке сканирования производится следующая процедура. На первом проходе с помощью пьезовибратора возбуждаются колебания кантилевера на частоте, близкой к резонансной частоте , и снимается АСМ изображение рельефа в "полуконтактном" режиме. Затем зондовый датчик отводится от поверхности на расстояние , между зондом и образцом подается переменное (на частоте ) напряжение, и осуществляется повторное сканирование. На втором проходе датчик движется над поверхностью по траектории, повторяющей рельеф образца. Поскольку в процессе сканирования локальное расстояние между зондовым датчиком и поверхностью в каждой точке постоянно, изменения амплитуды колебаний кантилевера на частоте 2ω будут связаны с изменением емкости системы зонд-образец вследствие изменения диэлектрических свойств образца.

Двухпроходная методика ЭСМ.

Таким образом, итоговый ЭСМ кадр представляет собой двумерную функцию , характеризующую локальные диэлектрические свойства образца.

Детектирование сигнала на частоте позволяет изучать распределение поверхностного потенциала (так называемый метод Кельвина).

Для этого при сканировании образца на втором проходе в каждой точке производится следующая процедура. С помощью перестраиваемого источника постоянного напряжения подбирается величина U0 таким образом, чтобы амплитуда колебаний кантилевера на частоте становилась равной нулю. Это происходит в том случае, если U0 = в данной точке поверхности.

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.