相关显微镜和SEM-AFM

几乎所有半导体器件都由异质结构形成,其是使用独特技术沉积的独特材料的堆叠层。欧洲杯足球竞彩这些层的厚度在微米范围内至几乎奇异的原子厚度。在层接口处的电子配置在电子设备的精确操作中起着重要作用。尽管可以模拟这种界面的电子特性,但是通过沉积过程和层相互作用所带来的各种物理效果以特定和通常不可预测的方式对界面产生影响。

本文以有机太阳能电池结构为例,提出了一种可靠的方法来进行异质结构界面的原位分析。本文所介绍的技术和研究是由Saive等人开发和进行的。1.已经执行了接口的电气表征扫描Kelvin探针力显微镜(SKPM)。与传统的开尔文探测系统类似,SKPM技术提供与样品表面和传感尖端之间的功函数(化学势)差相关的信息。

通过聚焦离子束(FIB)制备后的样品

通过聚焦离子束(FIB)制备后的样品

在SKPM的情况下,原子力显微镜(AFM)尖端被用作开尔文探针传感器,它能够以极高的横向分辨率测量工作功能的变化,在某些情况下甚至可以达到原子水平。材料的固有电势、电子结构(如载流子类型和密度)和最终施加的电势控制着功函数。对异质结构横截面的SKPM测量导致了对不同层之间功函数差异的绝对测量。这也允许在跨异质结构施加外部电压时,直接测量不同层之间的电压降。

由于有机半导体的表面对空气曝光高度敏感,因此必须在气密容器中封闭这些半导体。高分辨率电学表征要求曝光的表面免受空气污染保护。Carl Zeiss Auriga Crossbeam工作站和Merlin的Carl Zeiss AFM选项的组合使得太阳能电池能够制备和研究,而不需要将制备的结构暴露在空气中。

扫描电镜的高性能缩放确保AFM尖端直接导航到感兴趣的区域的精度。因此,在纳米尺度分辨率下,可以获得与表面的力学、形貌、电学和磁性特性相关的信息。

AFM显微照片显示切出部分的3D地形

AFM显微照片显示切出部分的3D地形

SEM-AFM

开发一个SEM-AFM组合的需要是什么?当与这两种系统相比较时,两者结合起来SEM-AFM具有独立运行的各种优点。

该系统提供了测量纳米结构和表面的创新可能性。SEM和AFM组合可以精确定位AFM尖端。AFM提供与表面的电气,地形和机械性能相关的精确信息。

AFM提示

AFM提示

应用程序

  • 分析表面性质,如:
    • Kelvin探头力显微镜(KPFM)的化学表面电位
    • 样品表面上的磁力
    • 表面的电导率
    • 以及更多
  • 两个电极材料之间的潜在差异欧洲杯足球竞彩
  • 沿贴片电容器层状结构的电位分布
  • 石墨烯和其他2D材料欧洲杯足球竞彩
  • 电气和地形性质
  • 描述:
    • 储能
    • 纳米器件的异质结构和半导体中的功能结构
    • 可持续能源生产

硬件集成

实现组合的SEM-SPM系统的技术取决于真空兼容SPM将真空兼容的SPM集成到电流SEM系统中。选择该组合以达到系统的最高可用性和性能。这种方法的另一个优点是可以优化电流SEM系统到组合的SEM-SPM系统。在这两种情况下,SEM的功能不会受到限制,从而能够组合SEM / SPM测量。

SPM设计如示例扫描仪以进行集成。该设计允许SPM尖端和电子束的最高精度对准,因为尖端并且梁不会彼此移动。即使在SPM扫描时,这也允许组合测量的未知概率。此外,该框架具有在帧速率和分辨率方面实现最高性能的能力。扫描单元本身是Semilab STM扫描仪的下一个进步步骤,该步骤在过去几十年中以高可靠性和稳定而闻名。具有10mm的可能样品尺寸和扫描体积为9μm×9μm×1μm的扫描体积,可以清楚地明显明显设计高分辨率的设计。诸如检测器,激光二极管和前置放大器的电子元件位于气密包封隔室的真空室内。可以在不破坏真空的情况下进行悬臂和样品的交换以及激光路径的对准。SPM尖端可以定位到感兴趣的区域,并且SPM可以在遥控器的帮助下相对于SEM定位。可以通过对SPM的更改重大更改来利用UHV兼容版本。

组合SEM-SPM系统

软件集成

SEM-AFM等高度复杂的科学仪器的功能的功能基于操作软件。单个软件用户界面是强制性的,以实现技术的无缝集成。我们的开放式设计SPM软件ScanTool™启用自行设计的SEM操作软件集成。因此,操作员可以从单个平台和相同的软件控制两个系统,而无需单击Tabs和Windows网络。两个技术的所有设置和图像数据的视图可访问和解锁。该软件已为最高的工作流程和吞吐量开发。同时,DME Automator等程序功能,可提供对SEM AFM系统的所有功能,从而使用户设计的高级测量例程进行设计和执行。因此,可以创建自动运行的测量例程来获取来自样本的不同区域的可比数据。SCANTOOL™软件中调查了来自SEM和SPM的图像数据。存在标准分析工具,并且可以通过“DME Automator”或“DME Image Calculator”,公司根据客户需求执行更多专业或高级分析程序,或由公司执行。

软件集成化SEM-AFM

特征

  • SEM-AFM系统基于DME UHV AFM和Carl Zeiss Auriga®横梁工作站。
  • 高稳定的扫描单元为3D单原子分辨率开发。
  • 两个SEM和AFM组件的单软件接口。
  • SEM和FIB的横梁点位于悬臂尖端。作为样本扫描仪的设计使得能够在样本和空间中精确地执行所有三种技术的组合测量。
  • SEM视角为0°-85°,同时保持最小SEM工作距离为5毫米。
  • 扫描规格:扫描范围(x,y,z) 10µm × 10µm × 1µm,亚原子三维全分辨率。
  • 能够在0°和54°的位置通过FIB达到悬臂尖端和样品,在原位尖端锐化由FIB支持
  • 自动激光/探测器对准悬臂变化
  • AFM和SEM图像的常见数据存储
  • 支持所有常见的AFM操作模式
  • 支持AFM和标准Auriga之间的简单交换®用户可交换的SEM门功能
  • 更新普遍的auriga的能力®SEMS通过简单的门交换到BRR功能
  • 通过使用所有标准AFM悬臂器无限制的功能,无需积极探针

参考和进一步阅读

1. Rebecca Saive,Michael Scherer,Christian Mueller,Dominik Daume,Janusz Schinke,Michael Kroeger,Wolfgang Kowalsky,在有机太阳能电池中成像电位,功能性材料第23卷,第47卷,2013年12月,第5854-5860页。欧洲杯足球竞彩

此信息已采购,审查和调整Semilab Semiconductumicalics实验室提供的材料。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息,请访问半ilab半导体物理实验室。

引用

请在你的文章、论文或报告中使用下列格式之一来引用这篇文章:

  • APA

    半ilab半导体物理实验室。(2021年3月25日)。相关显微镜和SEM-AFM。AZoM。2021年7月11日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=16565检索。

  • MLA

    半ilab半导体物理实验室。相关显微镜和SEM-AFM。氮杂.2021年7月11日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=16565 >。

  • 芝加哥

    半ilab半导体物理实验室。相关显微镜和SEM-AFM。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=16565。(访问于2021年7月11日)。

  • 哈佛

    Semilab半导体物理实验室,2021。相关显微镜和SEM-AFM.Azom,于2021年7月11日浏览,//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=16565。

问一个问题

您是否有疑问您对本文提出问题?

离开你的反馈
提交