СЗМ Раман Нано ИК системы
Модульные СЗМ
Автоматизированные СЗМ
Специализированные СЗМ
 
 

Примеры применений (Архив)

АСМ исследование тонких пленок

Исследование электрических свойств тонких органических пленок

А.М. Алексеев, И.В. Мягков, Е.А. Мазурина
e-mail: alexander@ntmdt.ru
ГосНИИ Физических проблем им. Ф.В. Лукина, Москва

Молекулы ряда материалов обладают дипольным моментом. В результате тонкие пленки (Ленгмюра-Блоджетт (ЛБ) пленки, самоорганизующиеся пленки и т. д.) таких полярных материалов обладают поверхностным потенциалом. СЗМ производства NT-MDT обладают рядом электрических методов, позволяющих проводить исследования электрических характеристик таких пленок. Рис. 1 представляет результаты исследований методом АСМ (с использованием Кельвин-зондовой силовой микроскопии (КЗСМ)) пленок Ленгмюра-Блоджетт, состоящих из смеси двух компонентов с различным поверхностным потенциалом. Образец представляет собой монослой p-octadecylcarboxyazobenzene-p’-sulphonamide и сополимер octafluoroamilmetacrylate и metacrylicacid, нанесенный на кремниевую подложку Ленгмюровским методом. Рельеф (Рис. 1a) и изображение распределения поверхностного потенциала (Рис. 1б) были получены одновременно. Темные области на Рис. 1a соответствуют полимеру. Разность высот двух компонентов составляет примерно 1,5 нм. Рис. 1б представляет распределение поверхностного потенциала в той же области. Области с различными потенциалами хорошо видны на МЗК изображении. Разность потенциалов между компонентами составляет 0,35 В. Макроскопические измерения на воде дают для чистых материалов разность потенциалов 1,75 В. Смесь этих компонентов, хорошо видная на Рис. 1a, может объяснить это уменьшение.

а)

б)

 Рис. 1 Рельеф (a) и распределение поверхностного потенциала (б) двухкомпонентной пленки Ленгмюра-Блоджетт.

Электростатическая силовая микроскопия (ЭСМ) позволяет регистрировать распределение электрических полей вблизи поверхности образца. Рельеф (Рис. 2a) и изображение распределения электрического поля (Рис. 2б) показывают отличия электрического поля для рассматриваемого образца. Высота второго прохода составляет 20 нм.

а)

б)

 Рис. 2 Рельеф (a) и распределение электрического поля (б) двухкомпонентной пленки Ленгмюра-Блоджетт.

Упорядоченные структуры полярных материалов являются перспективными для создания запоминающих сред [1]. МЗК является полезным инструментом для определения поверхностного потенциала таких. Рис. 3 представляет рельеф (a) и поверхностный потенциал (б) самоорганизованного монослоя azobenzene содержащего thiols. Области с большим потенциалом (круглые пятна на Рис. 3б) являются dodecanethiol (A). Окружающий монослой является 4-trifluoromethyl-4’-(10-mercapto-decyloxy)azobenzene (B). Контраст МЗК изображения обусловлен сильным дипольным моментом молекул B, в то время как дипольный момент молекул А очень мал. Различие в изображениях рельефа и распределения потенциала обусловлены примерно равной длиной молекул обоих типов

а)

б)

 Рис. 3 Рельеф (a) и распределение поверхностного потенциала (б) самоорганизованных пленок азобензола.


 Ссылки

  1. B. Stiller, P. Karageorgiev, et al., Scanning Kelvin microscopy as a tool for visualization of optically induced molecular switching in azobenzene self assembling films, Surf. Interface Anal. 30, 549-551, 2000.

Благодарности

Авторы благодарны Dr. P. Karageorgiev и Dr. B. Stiller (University of Potsdam, Germany) за предоставленные образцы самоорганизованных пленок азобензола.

 
 
Copyright © 2015 - 2017, NT-MDT SI