Введение

Научная экспериментальная техника Сканирующая микроскопия напряжения (SVM), иногда также называемая нанопотенциометрией, – это научная экспериментальная техника, основанная на атомно-силовой микроскопии. Проводящий зонд, обычно имеющий ширину всего несколько нанометров на кончике, устанавливается в полный контакт с функционирующим электронным или оптоэлектронным образцом. Подключив зонд к вольтметру с высоким входным сопротивлением и сканируя поверхность образца, можно получить карту электрического потенциала. SVM обычно не оказывает разрушающего воздействия на образец, хотя некоторое повреждение образца или зонда может произойти, если давление, необходимое для обеспечения хорошего электрического контакта, слишком велико. При достаточно высоком входном сопротивлении вольтметра зонд SVM не должен изменять режим работы функционирующего образца.

Приложения

SVM особенно хорошо подходит для непосредственного анализа микроэлектронных устройств (таких как транзисторы или диоды) и квантовых электронных устройств (таких как квантовые диодные лазеры) благодаря возможности пространственного разрешения нанометрового масштаба. Например, можно картировать и анализировать профиль потенциала в квантовой яме диодного лазера; такой профиль может указывать на распределение электронов и дырок в области генерации света и способствовать улучшению конструкции лазера.

Сканирующая микроскопия

При аналогичной технике, сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ), зонд колеблется на некоторой собственной частоте на фиксированном расстоянии над образцом, с приложенным к нему напряжением относительно образца. Изображение формируется на основе координат X, Y зонда и проводимости образца, при этом через зонд, выполняющий роль локального затвора, не протекает значительный ток. Изображение интерпретируется как карта чувствительности образца к напряжению на затворе. Для снижения шума используется фазочувствительный усилитель, который фильтрует только колебания амплитуды, соответствующие частоте вибрации зонда. Области применения включают визуализацию дефектов в углеродных нанотрубках и профили легирования в нанопроволоках.