Az atomerőmikroszkópia működési elve és alkalmazásai
Az atomerő-mikroszkóp egy pásztázó szondás mikroszkóp, amelyet a pásztázó alagútmikroszkóp alapelvére fejlesztettek ki. Az atomerőmikroszkópia megjelenése kétségtelenül hajtó szerepet játszott a nanotechnológia fejlődésében. A pásztázó szonda mikroszkópia, amelyet az atomerőmikroszkópia képvisel, egy általános kifejezés olyan mikroszkópok sorozatára, amelyek kis szondával pásztázzák a minta felületét, így nagy nagyítású megfigyeléseket tesznek lehetővé. Az AFM-szkennelések információt nyújtanak a különböző típusú minták felületi állapotáról. A hagyományos mikroszkópokhoz képest az AFM előnye, hogy nagy nagyítással, légköri körülmények között is meg lehet vele figyelni a minta felületét, és szinte minden mintához használható (bizonyos felületminőségi követelmények mellett) anélkül, hogy bármiféle vizsgálatra lenne szükség. egyéb mintaelőkészítés a mintafelület háromdimenziós topográfiai képének elkészítéséhez. A beolvasott 3D-s kép felhasználható érdességszámításra, vastagságszámításra, lépésszélesség-számításra, dobozrajzra vagy granularitás-analízisre.
Az atomerő-mikroszkóppal számos mintát lehet megvizsgálni, olyan adatokat szolgáltatva a felületi vizsgálatokhoz és a gyártásirányításhoz vagy a folyamatfejlesztéshez, amelyet a hagyományos pásztázó felületi érdességmérők és elektronmikroszkópok nem tudnak biztosítani.
Alapelv
Az atomerő-mikroszkópia a vizsgálati minta felülete és egy finom szondacsúcs közötti kölcsönhatási erőt (atomi erőt) használja fel a felület topográfiájának mérésére.
A szonda hegye egy kis bremsstrahlung konzolon van, és amikor a szonda megérinti a minta felületét, a létrejövő kölcsönhatást a konzol elhajlása formájában észleli. A minta felülete és a szonda közötti távolság kisebb, mint 3-4 nm, és a közöttük észlelt erő kisebb, mint 10-8 N. A lézerdióda fénye a konzol hátuljára fókuszál. Ahogy a konzol meghajlik az erő hatására, a visszavert fényt bitérzékeny fotodetektor eltérítési szög segítségével eltérítjük. Az összegyűjtött adatokat ezután számítógép dolgozza fel, hogy háromdimenziós képet kapjon a minta felületéről.
Egy teljes konzolos szondát, amelyet piezoelektromos szkenner vezérlése alatt helyeznek el a minta felületén, három irányban, 0,1 nm-es vagy annál kisebb lépésekben, pontossági szinten szkennelnek. Általában a konzol elmozdulását rögzítetten tartják a visszacsatoló vezérlés Z-tengelyének hatására, miközben a mintafelületet részletesen söpörjük (XY-tengely). A szkennelés hatására a visszacsatolt Z-tengely értéke bekerül a számítógépes feldolgozásba, ami a minta felületi képének (3D-s kép) megfigyelését eredményezi.
Az atomerő-mikroszkóp jellemzői
1. A nagy felbontású képesség messze meghaladja a pásztázó elektronmikroszkóp (SEM), valamint az optikai érdességmérő műszerét. Háromdimenziós adatok a minta felületén, hogy megfeleljenek a kutatás, a gyártás, a minőségellenőrzés követelményeinek, egyre mikroszkopikusabbak.
2. A roncsolásmentes, a szonda és a minta felületi kölcsönhatási ereje legfeljebb 10-8N, sokkal kisebb, mint az előző toll érdességmérő műszer nyomása, így nem sérül a minta, nincs pásztázó elektronmikroszkópos elektronsugár kár. Ezenkívül a pásztázó elektronmikroszkóphoz nem vezetőképes minták bevonása szükséges, míg az atomerőmikroszkóp nem szükséges.
3. Széleskörű felhasználási terület, használható felületmegfigyelésre, méretmeghatározásra, felületi érdesség meghatározására, szemcsésség-analízisre, a statisztikai feldolgozás kiemelkedéseire és gödrök meghatározására, a filmképződés feltételeinek értékelésére, a védőréteg méretének meghatározására. lépés, a rétegközi szigetelőfólia síkságának értékelése, VCD bevonat értékelése, irányított fóliafolyamat súrlódó kezelésének értékelése, hibaelemzés.
4. Erős szoftveres feldolgozási funkciók, háromdimenziós képmegjelenítője mérete, látószöge, kijelző színe, fényessége szabadon állítható. És kiválaszthatja a hálózatot, a kontúrt, a vonalat. A képfeldolgozás makrokezelése, a metszet alakja és az érdességelemzés, a morfológiai elemzés és egyéb funkciók.
