AFM模式

DataCube模式

每个像素上的多维纳米级信息

完整的纳米电表征解决方案

DataCube模式扩展了功能,例如PeakForce金枪鱼而且PeakForce KPFM,通过启用多维数据集的获取。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。这些新功能可以同时捕获高密度数据立方体中的纳米级电气和机械特性,以前不可能在一次测量中获得。

相关多维电能学

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

利用DataCube模式FASTForce体积用用户定义的“停留时间”在每个像素中执行力距离谱。利用高数据捕获率,在停留时间内执行大量的电测量,从而在每个像素处获得电光谱和机械光谱。典型的力距光谱,以40 Hz的斜坡速率和每像素100 ms的停留时间测量,在单个实验中提供完整的表征,这在商业AFM中是闻所未闻的。同时渲染地形、机械和多维电信息不再是史诗般的实验。现在这样的数据可以作为常规的AFM测量来实现。DataCube模式在每次扫描中使用复合数据在纳米长度尺度上呈现多维数据集。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,描绘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本电压下的纳米力学信息和导电性,构建样本信息的密集数据立方体。这是提供样品电导率的完整图像的唯一模式,包括电导率类型(欧姆、非欧姆、肖特基等)和势垒高度等细节。

在磁赤铁矿(γ-Fe2O3)上收集电流图像,同时将每个像素的样本电压从-2V提高到+2V。不同的颗粒具有不同的传导机制,通过扫描电压将数据视为“切片”来强调。

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有源载流子浓度的方法。DCUBE-SCM能够在一次测量中同时获取多个样本电压下的纳米力学和载波信息。该技术为观测dC/dV振幅、dC/dV相位值变化和结位位移提供了独特的解决方案。通过产生的数据集,研究人员可以观察到关于氧化物厚度、氧化物电荷、阈值电压、移动离子污染和界面陷阱密度的附加信息。

当电压从-2V上升到2V时,通过dC/dV振幅切片,显示pnp结剖面随电压的变化。数据由法国CEA, LETI, U Grenoble Alpes的N. Chevalier和D. Mariolle提供。
在SRAM存储器中两个相邻的pnp晶体管上收集dC/dV振幅图像,同时将样本电压从-2V提高到+2V。电压相关的pn结位置对应于预期的行为。有些掺杂剂缺陷仅在特定电压下可见。扫描尺寸3x3 um。数据由N. Chevalier和D. Mariolle, Uni提供。格勒诺布尔阿尔卑斯,CEA, LETI,法国。

DataCube-PFM (DCUBE-PFM)

压电显微镜(PFM)是一种在纳米尺度上绘制样品上的逆压电效应的技术。DCUBE-PFM能够同时获取数据集中的纳米力学信息和PFM振幅/相位谱,从而揭示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伪影、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),以及光谱图(右)沿着1.2µm长的线,穿过BFO铁电样品中的多个域。这些图显示了从-6V到0V斜坡期间PFM振幅和PFM相位与偏置的关系。可以为每个单独的域提取开关电压。

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

DCUBE压电响应(压电)显微镜结合接触共振提供了DCUBE- pfm的好处,额外的好处是在每个像素处提供频率斜坡,提供完整的频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,显示形貌,接触共振时的PFM振幅(CR), PFM相位和CR峰的数量(当材料不显示压电响应时为零)。给出了几个像素点的PFM幅相与频谱,以及相应的力谱。

DataCube-SSRM (DCUBE-SSRM)

扫描扩散电阻显微镜(SSRM)用于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力学信息和3D载流子密度映射。生成的数据集提供了完整的表征,包括纳米级地形、机械信息和对数电阻光谱。此外,I-V测量显示电导率是否欧姆,非欧姆,肖特基,或其他。

这里的图像系列展示了维度图标XR上的DataCube SSRM如何帮助绘制出组件分布并揭示粒子之间的剧烈变化。在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,同时获得的电导率图揭示了炭黑的不均匀分布。图像顶部边缘附近的粒子没有被炭黑覆盖,从同一数据立方体中提取的一系列电导率图像将该粒子识别为死亡,即在整个工作电压范围内不活跃。

DataCube-sMIM (DCUBE-sMIM)

扫描微波显微镜成像(sMIM)提供阻抗的电容(C)和电阻(R)部分以及dC/dV和dR/dV数据的地图-在用户定义的样本电压下。使用DCUBE-sMIM,人们可以在不同的样本电压下获得相同的特性,在一次扫描中-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,以及界面陷阱密度。

力与时间的关系,电容(sMIM-C)与时间的关系,2像素内掺杂类型相反。典型的s型C-V曲线,在100ms停留时间内获得,对于n型和p型都是可见的。这些图像显示了DataCube中具有双阶梯结构的Si样品在3个不同样品电压下的“切片”(参见样品说明:DOI: 10.1016/j.microrel.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不同。