Park 原子力显微镜的电学模式

PinPoint™导电原子力显微镜

在当前测量操作中实现高精分辨率与灵敏度

PinPoint™导电原子力显微镜模式是针对探针和样品之间的指定电接点而开发设计的。XY轴扫描仪停动的同时测量电流，接触时间由用户控制。PinPoint™导电原子力显微镜模式能够带来更高的空间分辨率，且不受侧向力的影响，同时在不同样品表面的电流测量也得到优化。

了解更多关于如何使用PinPoint模式提高电学和机电特性，请点击这里

1.XY轴扫描器在采集过程中停止工作
2.在每个像素点接近和缩回。
3.记录接近高度并保持轴距离。

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传统的接触和轻敲导电原子力显微镜具有缺点和优点。
PinPoint AFM具有空间分辨率和电流灵敏度的优质性能。

ZnO nano-rods
Scan size: 4 µm
Using Probe: Solid Pt
Imaged on a Park NX20 using PinPoint Scan Mode.

导电探针原子力显微镜

探查样品表面的局部电子结构

导电探针原子力显微镜对样品表面的形貌和电导率同时进行成像。将导电悬臂置于样品表面，在悬臂与样品之间设置偏压，获得样品的局部导电性。导电原子力显微镜检测电流结果，大约低至几单位pA。一般低水平的电流测定需要制定检测方案，采用sub pA的电流噪音水平。Park Systems提供三种电流采样选项，检测从sub pA到mA的电流信号。

• 超低噪音导电原子力显微镜(ULCA): < 0.1 pA噪音水平/span>
• 可变-增强型导电原子力显微镜(VECA): < 0.3 pA噪音水平
• 内部导电原子力显微镜:< 1 pA 噪音水平

导电探针原子力显微镜图像上的对比度指示凸起点的电性质差异。
具有各种样品偏差的DRAM表面和导电探针原子力显微镜图像的形貌。

SRAM
Scan size: 1µm
Using Probe: CDT-ContR
Imaged on a Park XE-Series using Conductive Probe Mode.

电流-电压分光镜技术

Park原子力显微镜能够在样品表面的特定点上进行电流-电压分光镜操作。Park systems导电原子力显微镜模式的噪音低，可用于检测样品电学特性的微小变化。

SRAM
Scan size:2 µm
Using Probe: CDT-ContR
Imaged on a Park NX10 using I-V Spectroscopy Mode.

静电力显微镜（EFM）

高分辨率和高灵敏度的静电力成像

原子力显微镜采用如下流程测定了大部分的表面性质。静电力显微镜测量操作也采用相同的程序。对于静电力显微镜，样品表面性质为电气性质，其相互作用力为针尖和样品之间的静电力。然而，除了静电力以外，针尖和样品之间还总是会出现范德瓦耳斯力。这些范德瓦耳斯力的级数随着针尖和样品间的距离改变而发生变化，因此其也用于测量表面形貌。

(a) 形貌 (b) 1V样品偏差的静电力显微镜振幅

Fuel Cell
Scan size:20 µm
Using Probe: NSC14 Cr-Au
Imaged on a Park XE-Series using EFM Mode.

扫描开尔文探针显微镜（SKPM）

高分辨率和高灵敏度的表面电势成像

扫描开尔文探针显微镜的原理与带有直流偏压反馈的增强型静电力显微镜相似。直流偏压由反馈回路控制，以使ω归零。使力归零的直流偏压是表面电势的一个量度。区别在于来自锁相放大器信号的处理方式。如上节所述，来自锁相放大器信号ω可通过以下方程表示：scanning-kelvin-probe-microscopy-skpm-f3，其中ω信号可单独用于测量表面电势。当VDC = Vs，或直流偏压与样品表面电势相符时，ω信号振幅为0。反馈回路可加入系统并改变直流偏压，从而使测量ω信号的锁相放大器的输出为零。当直流偏压的值为零时，ω信号为表面电势的一个量度。直流偏压变动造成的图像将作为显示表面电势绝对值的图像。