
现在使用的原子力显微镜 (AFM) 种类稠密,从仅使用 AFM 旨趣的不同成像样式,到基于 AFM 旨趣并将其与其他分析技巧旨趣相招引的其他关节。后者往往用于测量某些类型材料中的一种或多种特定属性。在本文中,咱们将计划其中一种称为扫描扩散电阻显微镜 (SSRM) 的变体J9九游会,它在测量材料电阻和想到材料载流子浓度方面有着往往的应用。
尽管原子力显微镜 (AFM) 种类稠密,但不管其变体、操作样式或成像样式何如,其特定的特质和旨趣永久保握不变。大广泛东谈主熟知的原子力显微镜 (AFM) 仪器与鲜为东谈主知的变体之间的枢纽划分在于针尖过甚与样品的互相作用面貌。针尖与样品互相作用的这种各异往往标明,特定变体不错终了这一功能,这亦然原子力显微镜 (AFM) 存在繁密不同“子集技巧”的原因。
什么是扫描扩散电阻显微镜(SSRM)
扫描扩散电阻显微镜 (SSRM) 是原子力显微镜 (AFM) 的一种变体,它经受导电顶端以战争样式招引高力测量名义电阻。其他原子力显微镜变体也使用导电顶端,但它们依赖于测量材料的内容电导率,而不是电阻。此外,SSRM 故意经受了力来最大纪律地缩短测量中的噪声。
与好多 AFM 变体相同,SSRM 交融了传统 AFM 旨趣和其他技巧旨趣。SSRM 投诚悬臂梁相对位置以构建形色图的关节与传统 AFM 疏导,但针尖与样品之间的互相作用经受了扩散阻力分析 (SRP) 关节的旨趣。
伸开剩余60%该技巧在测量掺杂半导体和二维材料中的载流子浓度以及提供材料名义的横截面测量方面已获得往往应用。因此,尽管SSRM的具体应用鸿沟有限,但它在这些专科鸿沟中仍然是一个绝顶灵验且纷乱的器具。
此外,连年来掺杂半导体的使用显赫增长,因此 SSRM 还不错用于经受这些材料的多样设立,举例光电探伤器、发光二极管 ( LED )、二极管激光器,以及任何使用二维材料的新技巧。
SSRM 的使命旨趣
SSRM 招引了 AFM 和 SRP 旨趣。从 AFM 的角度来看,悬臂以战争样式挪动,电阻的局部位置以与 AFM 疏导的面貌投诚——通过将激光束从悬臂梁后头偏转到位置明锐光电二极管 (PSPD) 上。
从针尖与样品互相作用的角度来看,它基于SRP关节。关联词,大广泛SRP关节往往使用双探针系统,而SSRM只需要一个针尖掂量到悬臂梁上。原子力显微镜(AFM)还有另一种变体,称为地谈原子力显微镜(TUNA),它经受近似的旨趣,但SSRM的斥地是为了扩大针尖与样品之间的电流鸿沟,从而不错测量名义电阻。SSRM也经受与导电原子力显微镜(C-AFM)疏导的旨趣,独一的划分在于它扫描的是名义的横截面积,而不是一般真义上的名义扫描。
直流电 (DC) 流过导电顶端,使其在扫描材料名义时起到电极的作用。扫描名义时,SSRM 通过参考里面电阻来测量电流。一朝电流已知,便可使用对数放大器推导出局部电阻值(然后通过上述传统 AFM 关节进行定位)。
电阻以欧姆米为单元野心,即电阻乘以成像横截面积,再除以导电旅途的长度。通过将力保握在恒定的设定值,不错同期生成形色图和电流图像,并可诓骗此将局部形色与测量的电特质径直关系起来。在SSRM中,战争力竖立为高于最低条目值,这有助于最大纪律地缩短噪声。要是无法使用更大的力,则需要加多电压偏置。
扩充 SSRM 时J9九游会,有几种不同的样式可供使用。这些样式称为里面 SSRM 和外部 SSRM,它们与所用的电充军大器类型关系。里面 SSRM 是指使用固定增益的电充军大器的样式,而外部 SSRM 是指使用可变增益的外部低噪声电充军大器的样式。外部 SSRM 是一种更通用的样式,因为它不错通过转换放大器的增益来转换电流。
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