원자력현미경의 작동원리 및 응용
원자력현미경과 그 응용
원자력현미경은 주사터널링현미경의 기본원리에서 발전된 주사탐침현미경이다. 원자력현미경의 등장은 의심할 여지 없이 나노기술의 발전을 촉진하는 역할을 해왔다. 원자력현미경으로 대표되는 주사탐침현미경은 작은 탐침을 이용하여 시료의 표면을 스캔하여 고배율 관찰을 제공하는 일련의 현미경의 총칭이다. AFM 스캐닝은 다양한 유형의 샘플의 표면 상태에 대한 정보를 제공할 수 있습니다. 기존의 현미경과 비교하여 원자력 현미경의 장점은 대기 조건에서 시료 표면을 고배율로 관찰할 수 있으며, 다른 시료 전처리 없이 거의 모든 시료(표면 마감에 대한 특정 요구 사항이 있음)에 사용할 수 있다는 것입니다. 샘플 표면의 3D 이미지를 얻을 수 있습니다. 또한 스캔한 3D 지형 이미지에 대해 조도 계산, 두께, 단차 폭, 블록 다이어그램 또는 입자 크기 분석을 수행할 수 있습니다.
AFM은 많은 샘플을 감지할 수 있으며 기존의 스캐닝 표면 거칠기 미터 및 전자 현미경으로는 제공할 수 없는 표면 연구 및 생산 제어 또는 공정 개발을 위한 데이터를 제공할 수 있습니다.
1. 기본 원칙
원자력현미경은 표면의 지형을 측정하기 위해 검출 샘플 표면과 작은 프로브 팁 사이의 상호작용력(원자력)을 사용합니다.
프로브 팁은 작고 유연한 캔틸레버에 있으며 프로브가 샘플 표면에 닿으면 캔틸레버 편향의 형태로 상호 작용이 감지됩니다. 샘플 표면과 프로브 사이의 거리는 3-4nm 미만이고, 이들 사이에서 감지된 힘은 10-8N 미만입니다. 레이저 다이오드의 빛은 캔틸레버 뒷면에 집중됩니다. 캔틸레버가 힘을 받아 구부러지면 반사광은 위치에 민감한 광검출기 편향 각도를 사용하여 편향됩니다. 그런 다음 수집된 데이터는 컴퓨터로 처리되어 샘플 표면의 3차원 이미지를 얻습니다.
전체 캔틸레버 프로브는 압전 스캐너로 제어되는 샘플 표면에 놓고 0.1nm 이하의 정밀도 수준으로 세 방향으로 스캔합니다. 일반적으로 캔틸레버의 변위 피드백 제어 Z축은 샘플 표면에서 상세한 스캐닝(XY축)이 수행되는 동안 일정하게 유지됩니다. 스캐닝 응답의 피드백인 Z축 값을 컴퓨터에 입력하여 처리하고 시료 표면의 관찰 이미지(3D 이미지)를 얻습니다.
둘째, 원자력현미경의 특성
1. 주사전자현미경(SEM) 및 광학 조도계를 훨씬 능가하는 고해상도 성능. 샘플 표면의 3차원 데이터는 연구, 생산 및 품질 검사의 점점 더 미시적인 요구 사항을 충족합니다.
2. 비파괴, 프로브와 샘플 표면 사이의 상호 작용력은 10-8N 미만으로 이전 스타일러스 조도 측정기의 압력보다 훨씬 낮아 샘플을 손상시키지 않으며, 주사 전자 현미경의 전자빔 손상 문제가 없습니다. 또한 주사전자현미경은 비전도성 시료의 코팅이 필요하지만 원자력현미경은 그렇지 않습니다.
3. 표면관찰, 입도측정, 표면조도측정, 입도분석, 요철 및 패임의 통계처리, 성막조건의 평가, 보호층 입도단계의 측정, 평가 등 폭넓은 용도로 사용가능 층간 절연막의 평탄도, VCD Coating 평가, 배향막의 마찰 처리 공정 평가, 결함 분석 등
4. 이 소프트웨어는 강력한 처리 기능을 가지고 있으며 3차원 이미지 표시 크기, 시야각, 표시 색상 및 광택을 자유롭게 설정할 수 있습니다. 그리고 네트워크, 등고선, 선 표시를 선택할 수 있습니다. 이미지 처리, 단면 형상 및 거칠기 분석, 지형 분석 및 기타 기능의 매크로 관리.
