СЗМ Раман Нано ИК системы
Модульные СЗМ
Автоматизированные СЗМ
Специализированные СЗМ
 
 

Принцип работы СЗМ

Микроскопия пьезоотклика

 

   Download Flash (2,5 Mb)
   Download mp4 (1,5 Mb)

Основная идея Силовой Микроскопии Пьезоотклика (СМП) заключается в локальном воздействии на пьезоэлектрический образец электрическим полем и анализе результирующего смещения его поверхности под зондом [1].

Методика СМП основана на обратном пьезоэффекте, который заключается в линейной связи между электрическим полем и механической деформацией. Поскольку все ферроэлектрики обладают  пьезоэффектом, то приложение электрического поля к ферроэлектрическому образцу приводит к изменению его размеров.
Для определения вектора поляризации острие АСМ зонда используется в качестве верхнего электрода, который перемещается по поверхности образца.

В анимации Введение 1 можно видеть реакцию продольных и поперечных доменов в пленке ферроэлектрика на напряжение, приложенное к сканирующему зонду в контактной АСМ. Электрическое поле, генерируемое в образце, обуславливает растяжение доменов с направлением поляризации совпадающим с направлением электрического поля и сжатие доменов с поляризацией направленной против электрического поля.
Если вектор поляризации перпендикулярен направлению электрического поля, пьезоэлектрическая деформация вдоль направления поля отсутствует, но  возникают сдвиговые напряжение в ферроэлектрике, приводящие к смещению поверхности параллельно самой себе вдоль направления поляризации. 

Перемещение острия АСМ зонда в соответствии со смещением поверхности приводит к нормальным или торсионным (вследствии трения) изгибам кантилевера. Направление изгиба зависит от взаимной ориентации электрического поля и поляризации домена. Соответственно в случае приложения переменного электрического поля (см. Введение 2) от их взаимной ориентации зависит сдвиг фазы между перемещениями кончика зонда и направления электрического поля. В общем случае путем анализа амплитуд и фаз нормальных и торсионных колебаний кантилевера можно реконструировать доменную структуру.

Ссылки

  1. M. Alexe, A. Gruverman (Eds.). Nanoscale Characterisation of Ferroelectric Materials. Scanning Probe Microscopy Approach. Springer, 2004.
 
 
Copyright © 2015 - 2017, NT-MDT SI