HD EFM

Электростатическая Силовая Микроскопия (ЭСМ)

ЭСМ является эффективным средством для исследования распределения электрического поля и зарядов по поверхности образца с субмикронным разрешением. Изображения, полученные с помощью этой методики, интерпретируются как пространственное распределение z–составляющей градиента электрического поля по поверхности образца. Для исключения влияния рельефа поверхности на результаты исследования используется двухпроходная методика.

В процессе сканирования производится следующая процедура. На первом проходе сканируемой строки определяется рельеф поверхности по методу АМ-АСМ.

На втором проходе зонд отводится от поверхности образца на расстояние dZ. С помощью пьезодрайвера зонд приводится в колебательное состояние на резонансной частоте, между зондом и образцом подается постоянное напряжение смещения U₀, и осуществляется повторное сканирование. Зондовый датчик движется над поверхностью по траектории, повторяющей рельеф поверхности образца. Посредством регистрации изменений фазы колебаний зонда формируется изображение распределения z-составляющей градиента электрического поля по поверхности образца.

На рисунках ниже приведено сканированное изображение поверхности кремния, на которой предварительно была проведена электрическая литография, в результате была получена положительно заряженная окружность.

При сканировании образец был заземлен, на зонд подавалось сначала положительное напряжение +10 В (нижняя половина окружности), т.е. на зонд действовали силы отталкивания, затем отрицательное напряжение –10 В (верхняя половина окружности), на зонд действовали силы притяжения.