Mikroskopia bliskiego pola Shear Force/sił atomowych z interpretacją wyników poddanych transformacie FFT

• Autorzy: Sikora A. , Gotszalk T. , Szeloch R. F. , Serafińczuk J. , Jóźwiak G.

Warianty tytułu

EN

Near Filed Microscopy : Shear Force/Atomic Microscopy with FFT transformed data interpretation

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki. 7 ; 02-04.06.2006 ; Darłówko Wschodnie, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaprezentowano wstępne wyniki prac związanych z wykorzystaniem mikroskopii Shear Force do diagnostyki powierzchni. W metodzie tej ostrze skanujące wprawiane jest w drgania równolegle do powierzchni w częstotliwością bliską rezonansu, a następnie mierzona jest amplituda tych oscylacji w celu określenia odległości ostrza od powierzchni. Należy podkreślić fakt, iż ostrze znajduje się w odległości kilku-kilkunastu nanometrów od powierzchni, przez co metodę tą można zakwalifikować jako bezkontaktową. Do wykonania badań wykorzystano stanowisko własnej konstrukcji. Dodatkowo, technika detekcji oddziaływań bliskiego pola Shear Force połączona została z funkcją pomiaru prądu emisji z powierzchni skanowanej, co umożliwiło tworzenie map właściwości elektrycznych próbki. Przeprowadzenie dwuwymiarowej transformaty FFT pozwoliło na zaprezentowanie nowego sposobu analizy wyników pomiarów.

EN

The Shear Force Microscopy (SHFM) and some preliminary results of the surface measurements are presented. In this technique the tip oscillates laterally to the surface near one of its resonant frequencies and the tip's oscillation amplitude is measured in order to estimate the tip-sample distance. It must be emphasized that the tip maintains the distance of several nanometers from the surface; thereby this method can be classified as non-contact. The home-made instrument was used to perform the experiments. Additionally, the Shear Force technique was combined with surface emission measurement feature, which allowed to create a "map" of electrical surface properties. By performing the FFT transforms of the results, new analysis approach was presented.

Słowa kluczowe

PL

mikroskopia Shear Force; mikroskopia sił atomowych; mikroskopia bliskiego pola; AFM; analiza powierzchni; transformata Fouriera

EN

shear force microscopy; atomic force microscopy (AFM); AFM; surface analysis; Fourier transforms

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 11
• Strony: 220--222
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il.

Twórcy

autor

Sikora A.

autor

Gotszalk T.

autor

Szeloch R. F.

autor

Serafińczuk J.

autor

Jóźwiak G.

• Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego, Wrocław

Bibliografia

• [1] Binnig G., Rohrer H.: Scanning tunnelling microscopy. Helv. Phys. Acta, 55, pp. 726-750, 1982.
• [2] Binnig G., Quate C. F., Gerber C.: Atomic force microscope. Phys. Rev. Lett. Vol. 56, pp. 930, 1986.
• [3] Sikora A., Gotszalk T., Szeloch R.: Combined shear force - tunnelling microscope with interferometrie tip oscillation detection for local surface investigation and oxidation. Nanoscale Calibration Standards and Methods, (Wilkening G., Koenders L. - Editors), Wiley-VCH, Berlin 2005, pp. 144-155.
• [4] Sikora A., Gotszalk T., Szeloch R.: Combined shear-force/field emission microscope for local electrical surface investigation. Microelectronic Engineering, Volume 84, Issue 3, March 2007, pp. 542-546.
• [5] Sikora A.: Nanomodyfikacja powierzchni za pomocą modularnego mikroskopu tunelowego i sił atomowych. Rozprawa doktorska, Politechnika Wrocławska 2004.
• [6] Davy S., Spajer M., Courjon D.: Influence of the water layer on the shear force damping in near field microscopy. Appl. Phys. Lett. 73 (18), 1998, pp. 2594-2596.
• [7] Roby M. A. D., Wetsel Jr. G. C.: Measurement of elastic force on a scanned probe near a solid surface. Appl. Phys. Lett. 69 (24), 1996, pp. 3689-3690.
• [8] Antognozzi M., Humphris A. D. L., Miles M. J.: Observation of molecular layering in a confined water film and study of the layers viscoelastic properties. Applied Physics Letters 78 (3) 2001, pp. 300-302.
• [9] Okajima T., Hirotsu S.: Study of shear force between glass microprobe and mica surface under controlled humidity. Appl. Phys. Lett. 71 (4), 1997, pp. 545-547.
• [10] Hsu K., Gheber L. A.: Tip-sample interaction in a "shear-force" near-field scanning optical microscope. Review of Scientific Instruments 70, 1999, pp. 3609-3613.
• [11] Gregor M. J., Blome P. G., Schofer J., Ulbrich R. G.: Probe-surface interaction in near-field optical microscopy: The nonlinear ending force mechanism. Appl. Phys. Lett. 68 (3), 1996, pp. 307-309.
• [12] Lapshin D. A., Kobylkin E. E., Letokhov V. S.: Shear force distance control in near-field optical microscopy: experimental evidence of the frictional probe-sample interaction. Ultramicroscopy 83, 2000. pp. 17-23.
• [13] Pratt W. K.: John Wiley & Sons Inc, 2007.