Proprietati electrice investigate prin tehnica AFM

Rezolutie spatiala pana la nivel de atom Investigarea morfologiei MICROSCOPIA DE FORTA ATOMICA (AFM) Moderna Precisa Simpla Eficienta Spectaculoasa Rezolutie spatiala pana la nivel de atom Gerd BINNIG and Heinrich ROHRER invented the Scanning Tunneling Microscope in 1981 working at IBM Zurich. Binnig also invented the Atomic Force Microscope with Calvin Quate in 1986 while spending a year at Stanford University. Binnig and Rohrer received the NOBEL PRIZE for physics in 1986 Investigarea morfologiei suprafetelor Proprietati locale: magnetice electrice termice mecanice …

SISTEM AFM-COMPONENTE PRINCIPALE Microscop optic calculatorul Platforma pentru proba Masa antivibratii Sistem de iluminare Electronica de control SISTEM AFM-COMPONENTE PRINCIPALE

Imaginea schematică a unei sonde AFM Schema generală a microscopului de forţă atomică Imaginea schematică a unei sonde AFM

MICROSCOPIA DE FORTA ELECTRICA (EFM) DISTRIBUTIA CAPACITATII ELECTRICE C(x,y) DISTRIBUTIA POTENTIAL DE SUPRAFATA φ(x,y) MICROSCOPIA DE CAPACITATE METODA KELVIN

a unui vârf AFM standard imaginea SEM a unui vârf AFM acoperit cu un film conductor imaginea SEM a unui vârf AFM standard

Circuitul pentru măsurarea interacţiunii electrice dintre vârf şi probă dielectric, semiconductor

tensiune varf-proba forta electrica de interactiune varf-proba Componenta z a forţei electrice care acţionează asupra vărfului din partea probei: componenta constanta componenta cu frecventa ω componenta cu frecventa 2ω

VARF-SUPRAFATA SUPRAFATA-VARF R - raza caracteristică rotunjirii vârfului h - distanţa dintre vârf şi suprafaţă SUPRAFATA-VARF L - lungimea cantileverului W - lăţimea cantileverului H - înălţimea vârfului măsurat de la mijlocul bazei cantileverului

forta VARF-SUPRAFATA > (100 μm) (30 μm) (30 μm) (h < 10nm) forta SUPRAFATA-VARF (h < 10nm)

Tehnica dublei treceri în microscopia de forţă electrică VARFUL CONDUCTIV SUPRAFATA PROBEI COULOMB FAZA FRECVENTA AMPLITUDINEA IMAG. SP IMAG. EFM φ(x,y) Amplitudinea de oscilatie cu frecventa ω C(x,y) frecventa 2ω Uo=φ(x,y)

ale microscopiei de forţă electrică APLICATII ale microscopiei de forţă electrică şi ale înregistrării potenţialului de suprafaţă proba aluminiu, 8μm x 8μm > 160 mV TOPOGRAFIA IMAG. SP

Detectare a contaminarii materialului si a defectelor de fabricatie insule de tungsten (200nm) pe substrat de siliciu, 76μm x 76μm reziduu ramas in urma decaparii TOPOGRAFIA IMAG. SP

EFM detecteaza regimul de saturatie al tranzistorului circuit integrat acoperit cu un strat decapant, 80μm x 80μm TOPOGRAFIA IMAG. EFM semanlul electric arata ca tranzistorul din stanga este in saturatie

Bariera de potential a limitei granulare celule solare senzori de gaz rezistori … aluminiu-cupru, 20μm x 20μm TOPOGRAFIA IMAG. SP Rezistenta electrica prin structura granulara de suprafata poate fi de pana la 1000 ori mai mare decat a unei granule

Pozitionarea structurii granulare Masurarea caderii de potential (~350mV) varistor pe baza de ZnO, 10μm x 10μm +4V 0V -4V IMAG. SP

Gradient al campului electric mai ridicat nanofire in matrice dielectrica Al2O3, 1,7μm x 1,7μm TOPOGRAFIA IMAG. EFM