Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

38
между зондом и объектом различают несколько режимов работы, а имен-
но, контактный, бесконтактный и полуконтактный режимы.
В контактном режиме расстояние от зонда до поверхности состав-
ляет десятые доли нанометра (обычно от 0,2 до 0,3 нм). Таким образом,
зонд АСМ находится в мягком физическом контакте с поверхностью и
подвержен действию сил отталкивания. Чтобы избежать повреждения ис-
следуемой поверхности, кантилевер не должен быть слишком жестким.
В этом случае межатомные силы заставят кантилевер изгибаться,
повторяя
рельеф поверхности. Топографическое изображение в АСМ обычно полу-
чают в одном из двух режимов: в режиме постоянной высоты или в режи-
ме постоянной силы.
В режиме постоянной высоты положение сканера в вертикальном
направлении фиксировано, а отклонения вантилевера служат для построе-
ния топографического изображения поверхности. Данный режим предпоч-
тителен для
получения изображений атомарно гладких объектов, а также
для записи в реальном масштабе времени быстро протекающих процессов
на поверхности, когда необходимо обеспечить высокую скорость сканиро-
вания. В режиме постоянной силы поддерживается постоянным отклоне-
ние кантилевера путем непрерывной подстройки высоты сканера с помо-
щью системы слежения. Изображение строится на основе сигналов, обес-
печивающих
вертикальное перемещений кантилевера. Данный режим
применяется наиболее часто, но у него есть недостаток: ограниченная ско-
рость сканирования из-за конечной скорости функционирования системы
слежения.
В бесконтактном режиме расстояние между зондом и поверхно-
стью порядка единиц или десятков нанометров и между зондом и объектом
действуют силы притяжения. В этом режиме жесткий кантилевер застав-
ляют колебаться вблизи его резонансной частоты. Обычно значение часто-
ты находится в диапазоне от 100 до 400 кГц, а амплитуда колебаний – по-
рядка единиц нанометров. Действие межатомных
сил вызывает изменение
резонансной частоты и амплитуды колебаний кантилевера. Если резо-
нансная частота или амплитуда колебаний поддерживается постоянной с
помощью следящей системы (цепи обратной связи), которая контролирует
положение сканера, то траектория движения конца зонда будет соответст-
вовать атомному рельефу поверхности.
Полуконтактный режим аналогичен контактному с тем только от-
личием, что зонд кантилевера в нижней точке своих колебаний слегка ка-
сается поверхности объекта. Данный режим не обеспечивает атомного раз-
решения, но оказывается достаточно успешным для получения изображе-
ний шероховатых поверхностей с высоким рельефом.
Таким образом, отличительной особенностью метода атомно-
силовой микроскопии является то
, что он позволяет исследовать на ато-
марном уровне не только поверхности проводящих объектов, но и объек-

Страницы