Сканирлеу вольтты микроскопия және оның қолданылуы
Scanning voltage microscopy
Сканирующее вольт-микроскопия (SVM): техника измерения электрического потенциала на наноуровне. Неразрушающий метод, основанный на атомно-силовой микроскопии.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ғылыми эксперименттік техника Сканды кернеу микроскопиясы (SVM), кейде нанопотенциометрия деп те аталады, атомдық күш микроскопиясына негізделген ғылыми эксперименттік техника. Жұмыс істеп тұрған электрондық немесе оптоэлектрондық үлгімен толық байланысқа енгізілген, әдетте ұшында бірнеше нанометр ғана болатын өткізгіш зонд қолданылады. Зондты жоғары импедансты вольтметрге қосып, үлгі бетінен сканерлеу арқылы электр потенциалының картасын алуға болады. SVM әдетте үлгіге зиян келтірмейді, бірақ жақсы электрлік байланыс үшін қажетті қысым тым жоғары болса, үлгіге немесе зондқа зақым келуі мүмкін. Вольтметрдің кіріс кедергісі жеткілікті болса, SVM зонды жұмыс істеп тұрған үлгінің жұмысын бұрмауы керек.
Scientific experimental techniqueScanning voltage microscopy (SVM), sometimes also called nanopotentiometry, is a scientific experimental technique based on atomic force microscopy. A conductive probe, usually only a few nanometers wide at the tip, is placed in full contact with an operational electronic or optoelectronic sample. By connecting the probe to a high impedance voltmeter and rastering over the sample's surface, a map of the electric potential can be acquired. SVM is generally nondestructive to the sample although some damage may occur to the sample or the probe if the pressure required to maintain good electrical contact is too high. If the input impedance of the voltmeter is sufficiently large, the SVM probe should not perturb the operation of the operational sample.
Қолданбалар
SVM микроэлектрондық құрылғыларды (мысалы, транзисторлар немесе диодтар) немесе кванттық электрондық құрылғыларды (мысалы, кванттық диодты лазерлер) тікелей талдауға ерекше жарайды, себебі нанометрлік кеңістіктік ажыратымдылыққа қол жеткізу мүмкін. Мысалы, диодты лазердің кванттық құдық құрылымындағы потенциал профилін іздестіруге және талдауға болады; мұндай профиль жарық туындайтын электрон мен тесіктердің таралуын көрсетуі мүмкін және лазерлерді жақсартуға ықпал етуі мүмкін.
SVM is particularly well suited to analyzing microelectronic devices (such as transistors or diodes) or quantum electronic devices (such as quantum well diode lasers) directly because nanometer spatial resolution is possible. For example, the potential profile across the quantum well structure of a diode laser can be mapped and analyzed; such a profile could indicate the electron and hole distributions where light is generated and could lead to improved laser designs.
Скандық қақпа микроскопиясы
Сқандық қақпалы микроскопия (СКМ) тәсілінде зонд үлгіге қатысты қолданылатын кернеумен, үлгіден белгілі бір тұрақты қашықтықтағы табиғи жиілікте тербеліске түседі. Кескін зондтың X,Y координаталары мен сынаманың өткізгіштігі арқылы құрастырылады, зонд арқылы маңызды ток өтпейді, ол жергілікті қақпа ретінде жұмыс істейді. Кескін сынаманың қақпалық кернеуге сезімталдығының картасы ретінде интерпретацияланады. Фазалық синхронды күшейткіш (лок-ин күшейткіш) зондтың тербеліс жиілігімен сәйкес келетін амплитуда тербелістерін ғана сүзгіден өткізу арқылы шуды азайтуға көмектеседі. Қолданылу аймақтарына көміртекті нанотүтіктердегі ақаулықтар мен наносымдардағы допингтік профильдерді бейнелеу кіреді.
In a similar technique, scanning gate microscopy (SGM), the probe is oscillated at some natural frequency some fixed distance above the sample with an applied voltage relative to the sample. The image is constructed from the X,Y position of the probe and the conductance of the sample, with no significant current passing through the probe, which acts as a local gate. The image is interpreted as a map of the sample's sensitivity to gate voltage. A lock in amplifier aids noise reduction by filtering through only the amplitude oscillations that match the probe's vibration frequency. Applications include imaging defect sites in carbon nanotubes and doping profiles in nanowires.