AFM模式

转换光谱Piezoresponse力显微镜(SS-PFM)

定量铁电滞回线测量与最高的灵敏度和准确性

下一代的铁电材料研究与SS-PFM模式雷竞技网页版

转换光谱Piezoresponse力显微镜(SS-PFM)模式使高度精确的纳米表征铁电材料的属性,雷竞技网页版扩大在标准Piezoresponse力显微镜(PFM)大大提高测量的灵敏度和准确性。这种模式:

  • 照亮了静电的工件可以影响传统烤瓷模式而实现信号测量的相对更高的灵敏度。
  • 提供了高光谱铁电关键参数的地图,揭示信息XY样本的异质性及其相关性与其他属性原本高不可攀的详细级别。
  • 使铁电滞回线的关键参数的量化和比较材料性能的仪器,实验室,和探针。

单独使用或与其他AFM运作模式的同时,SS-PFM提供了新的见解的材料微观结构/极化转换关系。

烤瓷反应样本与积极的电致伸缩常数如压电陶瓷。示例扩展的极化域平行于电场。
典型的顺时针铁电样品的磁滞回线积极电致伸缩常数。关键参数包括强制性的偏见(V0)成核的偏见(Vc)、饱和反应(Rs)和残余响应(R0)。每个人都有积极的和消极的版本(例如V0 +)。

为最终实现更高灵敏度低信号性能

烤瓷的信号水平通常很小,典型的振幅< 10点/ V。这是什么是AFM可以检测的极限。为了解决这个问题,一般采取两种方法之一:

  1. 增加交流刺激电压,从而增加了PFM信号,或
  2. 机械放大的小烤瓷使用悬臂的接触共振信号。

对于许多样品,任意增加交流刺激电压不是一个实际的方法。样本域将翻转(杆)如果超过强制性的偏见;测量振幅将不准确。特别是薄膜的强制偏见往往较低。

悬臂振幅(上)和相位(底部)在频率扫描测量。附近接触共振,振幅明显增大,相位噪声低于共振。

描述低反应铁电体没有域翻转,SS-PFM:

  • 提高了信噪比通过应用接触共振频率附近的交流电压的悬臂和测量的响应。
  • 提供准确的测量振幅(A)和品质因数(Q)的响应的共振,使量化(/ Q)。注意准确量化的CR振幅要求计算共振形状因子(Balke,纳米技术42,27日,2016年)。
  • 实现更精确的测量Q阶段通过使用频率扫描和锁定放大器来测量响应,允许更长的积分时间最终低信号的性能。

执行精确的磁滞回线测量

消除工件

标准烤瓷允许测量铁电纳米级分辨率的行为,但是测量信号可以通过静电力的影响在悬臂上,以及铁电反应。磁滞回线量化这些可能会导致错误,甚至可以识别错有色作为铁电材料。雷竞技网页版静电工件可以显著减少了定位beam-bounce激光杠杆的静电盲点(esb),而使用sub-resonance烤瓷(Killgore,纳米尺度的进步、4、8,2022年)。

SS-PFM模式提供了:

:悬臂梁之间的静电力和示例创建了一个构件通过影响烤瓷响应。底部:使用一个开关波形,称为SS-PFM探测波形,其中包含多个不同的读取电压,可以弥补静电工件。

地图铁电参数

通过收集和分析一系列SS-PFM光谱,可以生成地图的关键压电参数,证明了铁电特性在XY平面上的变异与纳米级分辨率。

SS-PFM交付:

  • 高度敏感的和可重复的点测量铁电滞回线的参数的关键。
  • 通过简单的成像定量information-inaccessible modes-through高光谱数据分析脚本。
  • 铁电材料特性的地图,可以与属性来自其他地图(压电地图,化学地图,等等)。
顺时针方向从上:磁滞回线在压电陶瓷展示关键参数;Vc +地图由收集光谱分在一个10 x10矩阵;V0 +地图显示之前连接的地区。

避免接触模式可重复的结果

标准烤瓷处于接触模式,不适合样本容易损坏或位移的AFM提示拖在样品表面扫描。软探针可以部分缓解这个问题,但更倾向于静电烤瓷测量工件。

力量的独特的DCUBE-PFM模式,SS-PFM避免拖表面的提示。这消除了有害的侧向力鼠疫常规接触基于模式的方法。当结合PeakForce攻和MIROView提前扫描和导航,接触模式完全可以避免。

SS-PFM模式支持:

  • 低强度扫描的样品如聚合物、纤维和纳米颗粒。
  • 增强提示一生在处理样品。
  • 更一致的烤瓷图像信号测量准确度的前提下。
顺时针方向从左:MIROView画布SS-PFM RampScript数组烤瓷形象;DCUBE-PFM聚合物薄片的形象;穿后提示使用接触模式。

易用性和灵活性在实验设计和分析

创新与先进的软件和分析

力量是最先进的,方便的软件和分析工具提供了研究人员所需要的灵活性。

  • 我们的易于使用的脚本生成器可以创建开关波形脚本从七个关键参数。高级用户还可以创建独特的XML脚本。
  • 开源面向分析代码使研究人员分析到底是如何工作和发展创新的方法来分析SS-PFM数据。
  • 研究者开发自己的电子、信号接入模块(萨姆6)允许硬件访问原始信号,还可以提供高电压与大样本强制性的偏见。
从左上顺时钟方向:易于使用的脚本生成器;面向分析代码;信号接入模块6;脚本编辑器。

无缝集成与新毫微秒示波器6控制器

PFM-type实验是特别敏感的背景和串扰的影响。集成新的毫微秒示波器6控制器减少这些影响,通过优化提供最高性能的背景和相声锁定放大器和信号路由。

这个好处很多AFM运作模式,但它提供了独特的优势PFM-type模式(如SS-PFM)包括:

  • 简单分析由于信号噪声的改善。
  • 干净、准确测量;即使在高频率低电平信号。
毫微秒示波器6控制器显示