Welche Modi und welche Anwendungen hat die AFM?
Das FILAB-Labor freute sich, Anfang September 2022 die Aufnahme eines AFM in den Analysegerätepark in Dijon bekannt zu geben. Es wurde mit einem FX40 Automatic AFM ausgestattet, der mit einer KIausgestattet ist. Er ermöglicht schnellere und zuverlässigere Analysen.Damit ist FILAB das erste mit einem KI-gestützten AFM ausgestattete Labor in Europa.
Das Rasterkraftmikroskop (AFM, Atomic Force Microscope) ist ein hochauflösendes Nahfeldmikroskop, mit dem sich die Oberflächentopografie einer Probe sowie ihre Tribologie, ihr mechanisches Verhalten, ihre elektrischen oder chemischen Eigenschaften sichtbar machen lassen.
Mit dieser Methode kann die Probenoberfläche Punkt für Punkt analysiert werden, indem eine Sonde mit einer Nanospitze über die Oberfläche geführt wird. Dieses Mikroskop ermöglicht somit die Untersuchung kleinster Strukturen.
Je nach Fragestellung bietet das AFM mehrere Modi: den Kontaktmodus und den Nichtkontaktmodus. Doch welcher Modus eignet sich für welche Anwendung?
Der Modus Nicht-Kontakt
- Der Nicht-Kontakt-Modus des AFM ermöglicht es, die Topografie der Probe zu messen, ohne sie zu beschädigen.
Der Modus Kontakt
Was den Kontaktmodus des AFM betrifft, so ermöglicht er ebenfalls die Messung der Topografie (auch wenn dies weniger häufig genutzt wird), vor allem aber verschiedene Messungen:
- mechanische
- elektrische
- magnetische
Dazu ist es notwendig, den Spitzentyp an die Probe anzupassen (Federkonstante und Anwendung).
Entdecken Sie die verschiedenen Kontaktmodi des AFM:
Der mechanische Modus FMM
Unter allen Kontaktmodi ermöglicht der mechanische Modus FMM die Messung mechanischer Eigenschaften (Young-Modul, Verformung, Adhäsion)
Der mechanische Modus Nanoindentation
Der mechanische Modus Nanoindentation ermöglicht seinerseits verschiedene Messungen:
Härtemessungen und Young-Modul
Messungen der Eindringfläche zur Berechnung der Härte
Der elektrische Modus C-AFM pinpoint
elektrische Eigenschaften messen (Strom, Widerstand, I/V-Spektroskopie)
eine Spannung zwischen Spitze und Probe anlegen
Leckstrom, beobachtet im c-AFM an einer SRAM-Komponente (Kontakt mit der darunterliegenden n-dotierten Zone)
(während der Aufnahme angelegte konstante Spannung)
Bilder bei verschiedenen Spannungen und Spektroskopie an einem Punkt
Stromkartierung auf einem auf Ni (111) abgeschiedenen Pentacenfilm
Der elektrische Modus EFM pinpoint
Dieser Modus dient dazu, Folgendes durchzuführen:
- Messungen elektrostatischer Eigenschaften (Oberflächenspannungen) Anlegen einer Spannung zwischen Spitze und Probe
Highly oriented pyrolytic graphite (HOPG)
Messung des Oberflächenpotenzials, Austrittsarbeit (KPFM-Messung):
Partikel auf Si
Nachweis von Nanodrähten in PET (EFM-Messung):
Der magnetische Modus MFM
Mit diesem magnetischen Modus MFM können Messungen magnetischer Eigenschaften (Unterscheidung magnetischer Domänen) durchgeführt werden.
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