扫描式探针显微镜ScanningProbeMicroscopeSPM自从1981年.PDFVIP

掃描式探針顯微鏡(Scanning Probe Microscope, SPM) 自從 1981 年發展至今已經衍生了不少應用而目前必威体育精装版的技術.將各式各樣之物理,化學等作用,以特 殊探針做介面, 此極細探針在待量測表面以接觸,非接觸或間隔接觸等方式取得訊號或作回饋控制. 配合壓電陶磁掃描器之 Sub Å 級尺寸變化特性,可得到極細微(奈米級)之表面高度及特殊訊號分布. 因可用各式特殊探針於同一機台,因此此類機台統稱為掃描式探針顯微鏡. 圖一 我們可以簡單的介紹，他的成像原理就是利用一支極小的探針去感應試片的物理場變化而描繪出試 片表面的形貌(3D-Mapping)，而利用不同物理場所描繪成的不同圖像，就可應用於不同研究領域 目前之原子力顯微鏡,掃描式穿隧電流顯微鏡,掃描式電場顯微鏡,掃描式磁場顯微鏡,掃描式近場光 學顯微鏡等均為掃描式探針顯微鏡之一部分.由於儀器設計可同時考量多種回饋與環境變數,其新 加入功能變化快速.加上奈米世代需求,掃描式探針顯微鏡不僅為奈米世界必備之觀測儀器,亦為奈 米加工之界面. Veeco 公司為目前市場上最資深,最多使用者(全世界佔有率超過 80%),功能最多,功能最強,專利最 多之領導廠商.全世界有機台超過 5千台,台灣亦有近 2佰台. Veeco 公 司 已 Digital Instruments, Thermomicorscope ( Topometrix, PSI), IBM 等公司掃描式探針顯微鏡,技術整合與領先程度無庸置 疑.科榮股份有限公司已代理此等產品超過 10 年,累積許多經驗,可與使用者共同探索奈米世界及導 入高科技工業品管研發.使用者遍佈各大研究單位,半導體產業,平面顯示器,光碟產業,光電產 業….Veeco 公司之 SPM 是真正有生產力之系統,針對不同應用及操作,其各式系統規格均以現有及 未來主要研究方向契合,其規格是所有廠牌中最佳者.是 SPM 領域中之規格領導者.專利之 Tapping Mode AFM, Lift Mode operation, Phase imaging…均為目前之主要之規格領導者.其他廠牌只能號稱 xxxx mode like,強辯功能一樣.如功能一樣,豈不違反智慧財產權.此高科技領域之智慧財產權是吾輩 等研究發展結果之心血.Veeco/DI 亦不會提供華而不實之功能,而使爾後使用者陷入進退兩難之狀 況.試想一台機台附有很多功能,但每一功能均無法滿足該功能應用之根本需求,所得到之資訊幾乎 無任何價值.那為何不使用較為普遍之 SEM 及 OM.這是所有 SPM 採購者所面臨之問題.一方面由於 SPM 發展非常快速,應用領域推陳出新,使用者是以新 SPM 技術開發發展,使用 SPM 技術去做新材 料研究,或兩者兼具.在此只能建議,請勿將 SPM 只當做顯微鏡使用而已.奈米級材料性質探討,界面 交互作用和加工是其它非 SPM 機台所能比擬的.工欲善其事,必先利其器.沒有最佳設備及後續支援, 如何在最短時間內,立足於全世界奈米領域(絕大部份頂尖論文,均使用 Veeco 機台).千萬不要認為有 很多簡陋功能之 SPM 是一件使人喜悅之事.以從台灣到美國旅行而言,Veeco 之 SPM 猶如搭飛機 一般,其他廠牌則如搭小船. 那聰明的你,會如何選擇?科榮公司代理之 Veeco/DI SPM,十年來一百多 台機台,沒有不能解決的問題,至今每一台均仍可正常工作,科榮公司期望與台灣奈米科技,一同與世 界奈米科技並駕齊驅. 原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM) 利用探針懸臂做為雷射光反射界面, 探針與工件之交互作用引起探針懸臂偏折或改變探 針振盪,進而造成雷射光反射改變,以此做為儀器取得訊號或作回饋控制.由於交互作用屬 於原子級力場範圍,所以稱為原子力顯微鏡.因不像掃描式穿隧電流顯微鏡受表面導電限 制,為目前市面上最易使用之表面高度量測及後續發展特殊訊號取得之方法. 目前市面上即有三種基本形式之AFM ，分別為Contact mode 、Non-contact mode及Tapping mode 。Contact mode及Non-contact mode易受外界其它因素，如水分子之吸引，而造成 刮傷材料表面及解析度差所引起之影像失真問題。一般而言， Contact mode及 Non-contact mode已比較少被使用。 介紹Tapping mode前，先簡單介紹Contact mode之原理。 Contact mode之原理 : 利用探針之針尖與待測物表面之原子力交互作用(一