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導電原子力顯微鏡

? ? ? ?導電原子力顯微鏡(Conductive Atomic Force Microscope,C-AFM)是原子力顯微鏡的一種功能擴展。
在接觸模式下,原子力顯微鏡的探針針尖以樣品存在歐姆接觸,如果我們采用導電探針,并在樣品和探針間加一偏壓,在掃描成像的過程中,實時地檢測探針和樣品間的電流變化,就可以得到樣品不同區(qū)域的電導信息。

導電原子力顯微鏡原理圖

導電原子力顯微鏡工作原理示意圖

? ? ? ?采用導電原子力顯微鏡,通過對被測樣品表面進行一次掃描成像,即可同時獲得樣品的表面高低形貌圖和電流大小分布圖像,從而得到樣品表面形貌和導電性分布及兩者之間的對應關(guān)系。

? ? ? ?我們還可以對施加在探針和樣品間的偏壓進行調(diào)制,實時獲得到樣品表面局域I/V、dI/dV等信息,也可以在掃描過程中,選定樣品表面特定的測試點,控制針尖精確定位到該點進行電學傳輸性質(zhì)、表面電流密度譜等局域電學測量。

石墨的導電原子力顯微鏡檢測結(jié)果

本原導電原子力顯微鏡的石墨晶體測試結(jié)果(20um)

上:形貌圖,右:電流分布圖

? ? ? ?下圖為利用本原導電原子力顯微鏡研究循環(huán)載荷下天青素單層膜的動態(tài)電導響應的結(jié)果:

金基底的天青素單分子層原子力顯微鏡測試結(jié)果

金基底的天青素單分子層原子力顯微鏡測試結(jié)果(測試分子層形貌及厚度)

左:天青素單分子層形貌;中:采用AFM針尖刮除天青素分子層的局部形貌;右:刮除處刨面圖
天青素單分子層導電原子力顯微鏡的加減負載I-V譜測試示意圖及結(jié)果

天青素單分子層導電原子力顯微鏡的加減負載I-V譜測試示意圖及結(jié)果