Language
Country/Area
No result found
미크론에서 나노 미터 규모까지 재료의 특성을 감지하기 위해 PFM을 사용하는 방법? 이러한 기술은 얼마나 강력합니까?
미크론에서 나노 미터 규모의 재료의 특성을 시각화하고 그 뒤에있는 작동 메커니즘을 이해하는 방법을 알고 싶다면 Piezoresponse Force Microscopy (PFM)는이 분야를 탐색하는 유망한 도구가 될 것입니다.이 기술은 압전 재료 또는 강유전질 재료의 특성을 이미지화 할 수있을뿐만 아니라 동시에 샘플의 표면 토폴로지 정보를 얻을 수 있습니다. 레벨.
PFM은 전도성 프로브에 적용된 교대 전압을 사용하여 샘플의 변형을 자극하여 고해상도 이미징을 가능하게합니다.
기본 원리
일반 개요
PFM 기술은 Güthner와 Dransfeld에 의해 처음 구현되었으므로 점점 더 많은 연구자들의 관심을 끌었습니다.이는 주로 강유전성 재료, 반도체, 심지어 생물학 및 상대적으로 적은 결함과 같은 많은 분야에서 PFM의 광범위한 적용 때문입니다.가장 일반적인 응용 분야에서 PFM은 비교적 큰 스케일 (예 : 100 × 100 미크론 스캔)에서 나노 스케일 특성을 탐색하고 동시에 샘플의 표면 토폴로지를 이미지화 할 수 있습니다.
압전 효과
압전 효과 (CPE)는 적용된 전기장이 변형을 생성하는 방법을 설명하여 물질의 물리적 변형을 유발합니다.이는 PFM이 재료의 도메인 구조를 감지하고 방향을 결정할 수 있음을 의미합니다. 이는 재료의 특성을 이해하는 데 중요합니다.
PFM의 가장 중요한 특성은 프로브가 샘플에 바이어스 전압을 적용 할 수 있도록 전도성이어야한다는 것입니다.
신호 감지 기술
PFM의 신호 검출은 일반적으로 위상 잠금 증폭기 (LIA)에 따라 다릅니다.LIA는 입력 신호를 기준 신호와 비교하여 신호의 주요 방법 인 기준 신호를 비교하여 신호에서 유용한 정보를 분리합니다.이 복조 프로세스는 매우 작은 변위 신호에서 필요한 데이터를 추출하여 PFM 기술이 매우 높은 감도를 제공 할 수 있습니다.
PFM 이미징 예
PFM의 이미징 능력은 칼륨 티탄산 칼륨 (KTP)의 180 ° 도메인 구조가 관찰 될 수 있으며 마이크로 및 나노 스케일 스케일에서 이들 구조의 거동을 나타낼 수있는 것과 같은 다른 재료에 널리 사용되어왔다.
PFM은 치아, 뼈 및 콜라겐과 같은 생물학적 물질의 분석에 성공적으로 적용되었으며, 이는 생물학적 물질의 잠재적 압전성이 기계 생물학에서 중요한 역할을 할 수 있음을 시사합니다.
고급 PFM 모드
기본 PFM 형태 외에도 과학자들은 Flash PFM (Stroboscopic PFM) 및 접촉 공명 PFM (공명 PFM)과 같은 다양한 고급 모드를 개발했습니다.이러한 향상된 기술을 통해 사용자는 나노 스케일 기능과 동적 프로세스를보다 정확하게 감지 할 수 있습니다.
결론
요컨대, PFM 기술은 전통적인 이미징 기술을 마이크로와 나노 스케일에서 완전히 새로운 차원으로 끌어 올렸습니다.이는 재료의 내부 구조에 대한 이해를 향상시킬뿐만 아니라 미래의 재료 개발 및 응용 프로그램에 더 많은 가능성을 제공합니다.우리가 현미경 세계를 탐험하고 그러한 고급 기술에 직면하는 여정을 시작함에 따라, 그것이 재료 과학의 이해와 적용에 어떤 영향을 미칠지 궁금하십니까?
