新的专著解释了压电响应力显微镜的理论,功能和应用

庇护的研究橡树岭国家实验室(ORNL)发布了一份详细的24页的专著,解释了压电响应力显微镜(PFM)的理论、功能和应用。

机电耦合是许多无机高分子材料发挥作用的基本自然机制之一,在生物系统中普遍存在。欧洲杯足球竞彩铁电和多铁非易失性记忆和数据存储设备的出现刺激了纳米级机电活性材料的研究,而PFM已经成为纳米级成像、光谱和操纵这些材料的卓越工具。欧洲杯足球竞彩在与ORNL的合作中,Asylum研究公司改进了PFM技术,实现了压电、铁电、多铁和生物系统的高灵敏度、高偏倚和无串扰测量。PFM是在Asylum的AFM家族中实现的,包括MFP-3D™系列和新的Cypher™AFM。该系统具有独特的光谱成像模式,包括开关光谱PFM和带激励PFM。

“从数据存储设备到MEMS到电机蛋白和电生理学,机电和PFM是一个不断发展的研究领域。这份新的专著解释了使用特殊的高压附件和先进的成像模式来测量压电响应,即使是最弱的压电材料,”杰森克利夫兰博士说,政治研究的首席执行官和联合创始人。欧洲杯足球竞彩“我们看到了许多不同学科的先进测量的巨大潜力,我们希望和期待这一新专题将激发人们对PFM的使用的兴趣。”

在PFM中,使用专有电子技术、高电压悬臂梁和样品支架对AFM针尖施加偏置。垂直和横向响应振幅测量了地表的局部机电活动,而响应的相位则给出了极化方向的信息。在Asylum AFMs上,高探测电压,高达+220伏,甚至可以表征非常弱的压电材料。欧洲杯足球竞彩双频共振跟踪和带激励,有效地利用PFM中的共振增强,提供了标准AFM扫描模式无法获得的局部响应和能量耗散的新信息。这些技术可以独立测量悬臂梁的振幅、谐振频率和q因子,克服了传统正弦悬臂梁激励的局限性。使用大频率范围(1kHz - 2MHz)允许在静态条件下成像,并有效使用几个悬臂共振以及使用悬臂的惯性加强。

偏振动力学也可以研究光谱模式,包括单点迟滞环测量和开关光谱映射。这些模式提供了一些参数的局部测量,如矫顽力和形核偏差、压印、剩余响应和开关工作(滞后环内的面积),以与局部微观结构相关联。结合高电压,即使在电光单晶体等高矫顽力材料中,也能探测到局部极化开关。欧洲杯足球竞彩

目前,材料科学与技术部门的橡树岭国家实验室和纳米相材料科学中心正在与Asylum research合作进行PFM的开创性研究。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“我们最近与疯人院合作完成的工作已经产生了突破性的成果,”俄勒冈州国家实验室的科学家加里宁博士说。“在纳米尺度上涌现了大量令人兴奋的新机电现象——从铁电体中电场诱导的相变到电子柔性电和分子电机——但由于缺乏定量和可重复研究它们的能力,这些现象都被掩盖了。PFM技术使这些研究成为可能。最终,纳米技术的发展不仅需要在纳米尺度上“思考”的能力,还需要“行动”的能力。PFM将为理解纳米尺度上的机电耦合机制和分子机电系统的发展铺平道路。”

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