Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
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.
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.
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.
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.
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.
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.