원자력현미경의 작동원리와 그 응용
원자력 현미경은 주사형 터널링 현미경의 기본 원리를 바탕으로 개발된 주사형 탐침 현미경입니다. 원자력현미경의 출현은 의심할 여지없이 나노기술의 발전에 주도적인 역할을 해왔습니다. 원자현미경으로 대표되는 주사 탐침 현미경은 작은 탐침을 사용하여 샘플 표면을 스캔하여 고배율 관찰을 제공하는 일련의 현미경에 대한 일반적인 용어입니다. AFM 스캔은 다양한 유형의 샘플 표면 상태에 대한 정보를 제공합니다. 기존 현미경과 비교하여 AFM의 장점은 대기 조건에서 고배율로 시료의 표면을 관찰하는 데 사용할 수 있으며 별도의 작업 없이 거의 모든 시료(표면 마감에 대한 특정 요구 사항 포함)에 사용할 수 있다는 것입니다. 샘플 표면의 3차원 지형 이미지를 얻기 위한 다른 샘플 준비. 스캔한 3D 이미지는 거칠기 계산, 두께, 단계 폭, 상자 그림 또는 세분성 분석에 사용할 수 있습니다.
원자력 현미경은 많은 시료를 검사할 수 있어 기존의 스캐닝 표면 거칠기 측정기와 전자현미경이 제공할 수 없는 표면 연구, 생산 제어 또는 공정 개발을 위한 데이터를 제공합니다.
기초 원리
원자력현미경은 시험 시료의 표면과 미세한 탐침 팁 사이의 상호작용력(원자력)을 이용하여 표면 지형을 측정합니다.
프로브 팁은 작은 Bremsstrahlung 캔틸레버 위에 있으며, 프로브가 샘플 표면에 닿으면 결과적인 상호 작용이 캔틸레버 편향의 형태로 감지됩니다. 샘플 표면과 프로브 사이의 거리는 3-4 nm 미만이고, 둘 사이에서 감지된 힘은 10-8 N 미만입니다. 레이저 다이오드의 빛은 캔틸레버 뒷면에 집중됩니다. 캔틸레버가 힘을 받아 구부러지면 비트에 민감한 광검출기 편향 각도를 사용하여 반사된 빛이 편향됩니다. 수집된 데이터는 컴퓨터로 처리되어 샘플 표면의 3차원 이미지를 얻습니다.
압전 스캐너의 제어 하에 샘플 표면에 배치된 완전한 캔틸레버 프로브는 정확도 수준에서 0.1 nm 이하의 단계로 세 방향으로 스캔됩니다. 일반적으로 캔틸레버의 변위는 샘플 표면이 자세하게 스윕(XY축)됨에 따라 피드백 제어의 Z축 작용에 따라 고정된 상태로 유지됩니다. 스캐닝에 대한 응답으로 피드백 Z축 값이 컴퓨터 처리에 입력되어 샘플 표면 이미지(3D 이미지)가 관찰됩니다.
원자현미경의 특징
1. 고해상도 성능은 주사전자현미경(SEM) 및 광학 거칠기 장비를 훨씬 능가합니다. 연구, 생산, 품질 검사 요구 사항을 충족하기 위해 샘플 표면의 3차원 데이터가 점점 더 미세해지고 있습니다.
2. 비파괴, 프로브 및 샘플 표면 상호 작용력은 10-8N 이하로 이전 스타일러스 거칠기 장비 압력보다 훨씬 작으므로 샘플에 손상이 없으며 주사 전자 현미경 전자빔이 없습니다. 손상. 또한, 주사전자현미경은 비전도성 시료를 코팅해야 하는 반면, 원자력현미경은 필요하지 않습니다.
3. 광범위한 응용 분야는 표면 관찰, 크기 결정, 표면 거칠기 결정, 세분성 분석, 통계 처리의 돌출부 및 구덩이, 필름 형성 조건 평가, 보호 층 크기 결정에 사용될 수 있습니다. 단계, 층간 절연막 평탄도 평가, VCD 코팅 평가, 방향성 필름 공정의 마찰 처리 평가, 결함 분석.
4. 강력한 소프트웨어 처리 기능, 3차원 이미지 표시 크기, 시야각, 표시 색상, 광택을 자유롭게 설정할 수 있습니다. 그리고 네트워크, 윤곽선, 선 표시를 선택할 수 있습니다. 이미지 처리의 매크로 관리, 단면 형상 및 거칠기 분석, 형태학적 분석 및 기타 기능.
