Нажимая кнопку «Подписаться», вы принимаете условия «Соглашения на обработку персональных данных».
Вебинар «Раскрытие исследовательского потенциала режима анализа методом боковой KPFM»
9 Апреля 2020 г. 12:00 – 13:30 (Москва)
Силовая микроскопия с зондом Кельвина (KPFM) – это сканирующий зондовый метод, который регистрирует электростатическое взаимодействие между проводящим зондом (кантилевером) и поверхностью образца с целью получения характеристик материала путем построения карты распределения поверхностного потенциала [1, 2].
В стандартном KPFM режиме измерения при подъеме кантилевера [3] образец сначала сканируется в динамическом режиме на близком расстоянии, чтобы получить данные о топографии поверхности. Во время второго прохода кантилевер поднимается выше над образцом, перемещаясь по траектории топографии, полученной при первом проходе, и электрически возбуждается. Поскольку проводящий кантилевер чувствителен к локальному градиенту электрического поля, можно минимизировать амплитуду или фазовый сдвиг кантилевера, вызванный таким градиентом, прикладывая противодействующее напряжение к зонду, которое точно будет компенсировать потенциал образца в каждой точке. Данный подход позволяет регистрировать и отображать изменения вдоль каждой линии сканируемой области.
Однако такой двухпроходный метод имеет несколько технических недостатков. Во-первых, ввиду поднятия кантилевера на определенную высоту, измеряемый электрический сигнал обязательно будет иметь усредненный вклад по большей площади образца во время второго прохода, что подразумевает потери в горизонтальном разрешении. Во-вторых, поскольку кантилевер сканирует каждую линию дважды, для получения изображения требуется больше времени. В-третьих, одновременно механическое и электрическое возбуждение кантилевера на его резонансной частоте приведет к серьезным перекрестным помехам между топографическим и электрическим сигналами.
Новый метод боковой KPFM позволяет одновременно получать изображения топографии и поверхностного потенциала с высоким пространственным разрешением и улучшенной чувствительностью по отношению к стандартному и другим нерезонансным KPFM режимам. В новом режиме топография регистрируется при колебании кантилевера на резонансной частоте, тогда как электрический управляющий сигнал для KPFM прикладывается на гораздо более низких частотах в диапазоне 1 – 4 кГц. Ввиду частотного смешения появляются сателлитные пики (или боковые полосы) на 1 кГц и 4 кГц из-за резонанса. Параллельная регистрация от обоих возбуждающих сигналов возможна благодаря наличию нескольких синхронных усилителей в управляющей NX электронике. И поскольку KPFM сигнал регистрируется в боковой полосе частот, а топография на резонансной частоте кантилевера, то возможно одновременное измерение.
Данный вебинар послужит теоретическим введением в KPFM и покажет онлайн примеры экспериментов с режиме KPFM с регистрацией в боковой полосе частот с помощью атомно-силового микроскопа NX20.
[1] U. Zerweck et al., Phys. Rev. B 71 (2005) 125424.
[2] A. Axt et al., Beilstein J. Nanotechnol. 9 (2018) 1809-1819.
[3] H. O. Jacobs et al., Ultramicroscopy 69 (1997) 39-49.
Вебинар будет представлен доктором Andrea Cerreta – ученым по прикладным задачам, Park Systems Europe, Мангейм, Германия.