响应式图像 扫描电容显微镜-原理

描电容显微镜是一种动态EFM。在EFM中通常为[ 1 ] 。悬臂直接由V tip = V dc + V ac sin(wt)偏置,其中V ac称为驱动电压。根据在半接触模式下第一次扫描期间定义的轮廓,在样品表面上方的某个高度h上执行扫描。尖端与样品表面之间在电势V s下的电容力F cap(z)为

cap(z)=(1/2)(V tip -V s2(dC / dz)

其中C(z)是取决于笔尖几何形状,表面形貌和笔尖表面间距z的笔尖表面电容。

电容力的二次谐波仅取决于(dC / dz)和V ac

cap2w(z)=(1/2)(dC / dz)V ac 2 sin(2wt)

并且可用于获取其他信息,例如样品上的表面容量分布。为了最大化二次谐波振荡,将交流频率w调整为等于悬臂共振频率w r的一半。

References

  1. Nanotechnology 12, 485 (2001).
  2. Appl. Phys. Lett. 52, 1103 (1988).
  3. J. Appl. Phys. 61, 4723 (1987).