AFM模式

DataCube模式

每个像素都有多维的纳米级信息

纳米电特性的完整解决方案

DataCube模式扩展功能,例如PeakForce金枪鱼而且PeakForce KPFM,以获取多维数据集。对于材料科学家和工程师来说,这打破了长期存在的效率和表征障碍。这些新功能提供了在高密度数据立方体中同时捕获纳米级的电气和机械特性,这在以前是不可能通过一次测量获得的。

相关多维电谱学

Dimension XR的DataCube模式在每个像素上提供多维的纳米级信息,同时在一次测量中捕获电气和机械特性。

DataCube模式使用FASTForce体积使用用户定义的“停留时间”在每个像素上执行力距离谱。利用高数据捕获率,在驻留时间内进行大量的电测量,在每个像素处产生电和机械光谱。典型的力距离光谱,以40赫兹的斜坡速率和每像素100毫秒的停留时间测量,在单个实验中提供了完整的表征,这在商业AFM中是闻所未闻的。它不再是一个史诗般的实验,以同时呈现地形、机械和多维电子信息。现在这样的数据可以通过常规的AFM测量得到。DataCube模式在纳米长度的尺度上呈现多维数据立方体,每次扫描都包含复合数据。该功能支持一系列强大的新模式。

DataCube-TUNA (DCUBE-TUNA)

导电AFM结果受施加样品电压的影响,描述了材料或器件的重要性能转变。DCUBE-TUNA能够在一次测量中同时获取多个样品电压下的纳米机械信息和电导率,构建了一个致密的样品信息数据立方体。这是唯一能提供样品电导率完整图像的模式,包含诸如电导率类型(欧姆、非欧姆、肖特基等)和势垒高度等细节。

在磁赤铁矿(γ-Fe2O3)上采集的电流图像,每个像素的采样电压从-2V增加到+2V。不同的颗粒有不同的传导机制,通过扫描电压将数据视为“切片”来强调这一点。

DataCube-SCM (DCUBE-SCM)

扫描电容显微镜(SCM)提供了一种直接测量纳米级精度的活性载流子浓度的方法。DCUBE-SCM能够在一次测量中同时获取多个样品电压下的纳米机械和载波信息。该技术提供了一种独特的方法来观察dC/dV振幅和dC/dV相位值的变化和结位置的移动。通过生成的数据集,研究人员可以观察到氧化厚度、氧化电荷、阈值电压、移动离子污染和界面陷阱密度等附加信息。

当电压从-2V到2V渐变时,对dC/dV振幅进行切片,显示pnp结剖面随电压的变化。数据由法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学N. Chevalier和D. Mariolle提供。
在SRAM存储器中相邻的两个pnp晶体管上收集dC/dV振幅图像,同时将采样电压从-2V增加到+2V。与电压相关的pn结位置与预期的行为相对应。有些掺杂缺陷只有在特定电压下才可见。扫描尺寸为3x3。数据由N. Chevalier和D. Mariolle大学提供。格勒诺布尔阿尔卑斯,CEA, LETI,法国。

DataCube-PFM (DCUBE-PFM)

压电反应显微镜(PFM)是一种在纳米尺度上绘制出样品的逆压电效应的技术。DCUBE-PFM能够在数据立方体中同时采集纳米机械信息和PFM幅/相位谱,这揭示了单个数据集中每个单独域的开关电压。此外,DCUBE-PFM克服了与传统方法相关的工件、样本损坏和数据分析的复杂性联系方式方法。

DCUBE-PFM高度和PFM图像(左)和光谱图(右)沿着1.2 μ m长的线,穿过BFO铁电样品的多个畴。图中显示了从-6V到0V的渐变过程中PFM振幅和PFM相位与偏差的关系。开关电压可以为每个单独的域提取。

DataCube-CR-PFM (DCUBE-CR-PFM)

DCUBE压电响应(压力)显微镜结合接触共振提供了DCUBE- pfm的优点,附加的优点是在每个像素处提供频率斜坡,提供全光谱和接触共振处的峰值灵敏度。

在LiTaO3样品上收集的DCUBE-CR-PFM数据显示了地形、接触共振时的PFM振幅(CR)、PFM相位和CR峰数(当材料不显示压电响应时为零)。PFM的振幅和相位与频率谱,以及相应的力谱显示为几个像素。

DataCube-SSRM (DCUBE-SSRM)

扫描扩散电阻显微镜(SSRM)用来绘制掺杂半导体中多数载流子浓度的变化。DCUBE-SSRM能够在一次测量中同时获取纳米机械信息和三维载流子密度映射。结果数据立方提供完整的表征,包括纳米尺度的地形、机械信息和对数电阻光谱。此外,I-V测量可以揭示电导率,无论欧姆、非欧姆、肖特基或其他。

这里的一系列图像显示了DataCube SSRM在维度图标XR上如何帮助绘制出组件分布和揭示粒子之间的剧烈变化。在这里,DataCube模式下的模量图清楚地将硬质金属氧化物颗粒与周围的软粘结剂区分开来,而同时获得的电导率图显示了炭黑的不均匀分布。图像上边缘附近的一个粒子没有被炭黑覆盖,从同一数据立方体提取的一系列电导率图像确定该粒子为死粒子,即在整个工作电压范围内不活动。

DataCube-sMIM (DCUBE-sMIM)

扫描微波显微镜成像(sMIM)提供了阻抗的电容(C)和电阻(R)部分的映射,以及dC/dV和dR/dV数据-在用户定义的样本电压下。使用DCUBE-sMIM,人们可以在不同的样品电压下,在一次扫描中获得相同的性能,并立即获得“全貌”。光谱还揭示了其他信息,如传导类型(欧姆,非欧姆,肖特基等),氧化物厚度,氧化物电荷,来自移动离子的污染,和界面陷阱密度。

力与时间,电容(sMIM-C)与时间在2个像素之间,掺杂剂类型相反。典型的s型C-V曲线,在100ms停留时间内获得,n型和p型都可见。这些图像显示了在DataCube中具有双阶梯轮廓的Si样品上的3种不同样品电压下的“切片”(参见样品描述:DOI: 10.1016/j.m ocrel.com .2014.07.024,英飞凌慕尼黑)。在不同电压下,n型和p型区域的对比度和灵敏度是不同的。