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SPM

Rastersondenmikroskop

PSIA XE-100

Das Rastersondenmikroskop XE-100 der Firma PSIA ist ein Gerät der zweiten Generation, d.h. das zum Rastern verwendete System des Mikroskops besteht aus zwei physikalisch getrennten piezoelektrischen Scannern, einem 100 x 100 µm2 X-Y-Scanner (bzw. 10 x 10 µm2 im sog. low voltage mode) mit einer Auflösung von <0.15 nm (bzw. <0.02 nm), der die Probe horizontal in zwei Dimensionen bewegt und einem 12 µm Z-Scanner (bzw. 1.7 µm) mit einer Auflösung von <0.05 nm (bzw. <0.01 nm), der die vertikale Bewegung der Sonde ausführt. Beide Scanner können feedback-kontrolliert gesteuert werden. Durch diese Scanner-Anordnung wird die Hintergrundkrümmung sowie andere Nichtlinearitäten herkömmlicher piezoelektrischer Röhren-Scanner vermieden.

Eine entsprechende Abdeckung schützt das System vor Schall- und Lichteinfall. Des Weiteren sorgt ein Tisch (MOD-1 plus) der Firma Halcyonics für eine aktive Schwingungsdämpfung. Durch seine 500-fache Vergrößerung gewährleistet das in der vertikalen Achse installierte optische Mikroskop eine problemlose Positionierung des Laserstrahls auf dem Cantilever sowie das leichte Auffinden interessanter Probenbereiche.

Neben den Standardmodi contact- atomic force microscopy (contact-AFM), non-contact-AFM, intermittent-contact-AFM und lateral force microscopy (LFM), die unter anderem Kraft-Weg-Spektroskopie und Phase-Imaging zulassen, verfügt unser Gerät über folgende Modi: electrostatic force microscopy (EFM), scanning tunneling microscopy (STM) und I-AFM. Letzteres ist ein contact-AFM-Modus, bei dem eine elektrisch leitfähige AFM-Spitze verwendet wird, die es erlaubt, lokal auf der Probe Strom-Spannungs-Spektroskopie durchzuführen (inklusive Mapping-Funktion). Für die STM- und I-AFM-Messungen wird zusätzlich ein Low-Noise-Current-Amplifier DLPCA-200 der Firma Femto verwendet.

Am Lehrstuhl für Oberflächen- und Werkstofftechnologie wird das XE-100 zur Bestimmung von Oberflächenrauhigkeiten von CVD- und PVD-synthetisierten Schichten sowie zur Charakterisierung von Nanostrukturen (carbon nanotubes, carbon nanobells etc.) eingesetzt.