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Schwingungsanregung von Sensorbalken in der Akustischen Rasterkraftmikroskopie durch Raumladungszonen und Prüfung von dünnen Piezoelektrischen Filmen mittels Ultraschall-Piezomode im Hochdurchsatz

 
: Schwarz, K.

Saarbrücken, 2008, 138 pp.
Saarbrücken, Univ., Diss., 2008
German
Dissertation
Fraunhofer IZFP ()
Ultraschall-Piezomode; Rasterkraftmikroskopie

Abstract
In der akustischen Rasterkraftmikroskopie werden Schwingungsmoden des Sensorbalkens zur Untersuchung elastischer Eigenschaften mit lateraler Auflösung von ca. 10 nm genutzt. Als problematisch bei dieser Technik hat sich das Auftreten von Mehrfachresonanzen im Frequenzspektrum erwiesen. Es wird eine neue Anregungsmethode für Kraftmikroskop-Blattfedern vorgestellt, die direkt an der Blattfeder angreift und Mehrfachresonanzen im Frequenzspektrum weitgehend vermeidet. Die Anregung beruht auf der Kopplung einer Verarmungszone an die Gitterverzerrung. Die möglichen Kopplungsmechanismen werden diskutiert und mit experimentellen Ergebnissen verglichen. Es stellt sich heraus, dass die Kräfte durch die sogenannten Maxwellschen Spannungen und elektrostriktive Kräfte dominieren. Außerdem wird ein neues, Rasterkraftmikroskopisches Verfahren vorgestellt, das es ermöglicht, Dotierungsprofile auf einem Halbleiter zu untersuchen. Diese Technik basiert ebenfalls auf der Wirkung der Kräfte in der Raumladungszone im Kontaktbereich von Tastspitze und dotierter Halbleiteroberfläche. Darüber hinaus werden piezoelektrische Eigenschaften von dünnen kombinatorisch hergestellten Filmen im Hochdurchsatz mit dem Ultraschall-Piezomode untersucht. Eine weitere Technik der Ultraschall-Kraftmikroskopie, die auf dem Abklingverhalten einer erzwungenen Schwingung der Blattfeder basiert, wird weiterentwickelt. Ihre Einsatzmöglichkeit an Materialien mit einem breiten Spektrum an Elastizitätsmoduli wird geprüft.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-73368.html