Расширение возможностей ваших данных АСМ: визуализация сегнетоэлектрических доменов с высоким разрешением в режиме KPFM с помощью автоматизированной АСМ

ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

16 Февраля 2022 г. 13:00 – 14:00 (Москва)

Сегнетоэлектричество наблюдается в гексагональном нитриде бора (hBN) за счет контроля регистра уложенных слоев, которые мы исследуем с помощью амплитудно-модулированной и боковой силовой микроскопии с зондом Кельвина (KPFM) на автоматическом АСМ Park FX40. Схема формирования параллельно уложенного двухслойного hBN показана в дополнение к карте контактной разности потенциалов, измеренной с использованием боковой KPFM

Формирование гетероструктур из слоистых материалов дает уникальную степень свободы в дизайне материалов: угол закручивания между слоями. Изменяя угол кручения между двумя кристаллическими материалами, регистр атомов может непрерывно изменяться в масштабе длины порядка 0.1 – 1000 нм, поддерживая множество экзотических явлений, таких как вигнеровские кристаллы [1], плоские энергетические зоны [2] и сверхпроводимость [3]. Среди всех современных методов характеризации сканирующая зондовая микроскопия является особенно мощным инструментом при изучении таких образцов, поскольку ее можно использовать для измерения как атомного регистра гетероструктур таких слоистых материалов, так и связанных с ними функциональных свойств в субнанометровом масштабе. Одним из таких свойств, привлекших в последнее время широкое внимание, является образование сегнетоэлектрических доменов в параллельно уложенных друг на друга hBN [4-6]. В ходе данного вебинара мы обсудим изучение характеристик сегнетоэлектрического бислоя hBN с помощью сканирующей зондовой микроскопии на автоматическом атомно-силовом микроскопе Park FX40. В первой части демонстрации будет дан обзор формирования сегнетоэлектрических образцов hBN и принципов работы силовой микроскопии с зондом Кельвина (KPFM). Затем мы кратко расскажем о факторах, ограничивающих разрешение и точность измерения контактной разности потенциалов (CPD) в режиме KPFM, и о том, как их лучше минимизировать с помощью KPFM с боковой полосой. Во второй части этого вебинара состоится живая демонстрация KPFM метода, выполненная на сегнетоэлектрическом бислое hBN с помощью АСМ Park FX40. Сначала мы продемонстрируем уникальную автоматизацию, доступную в АСМ Park FX40, позволяющую быстро подготовить эксперименты. Затем мы перейдем к рассмотрению АСМ как системы для электростатической силовой микроскопии (EFM), так и частотно-модулированной KPFM с боковой полосой, чтобы отобразить работу выхода слоистых материалов и сегнетоэлектрических доменов в скрученном двухслойном hBN.

В дополнение к демонстрации уникальной автоматизации как в настройке, так и в проведении экспериментов АСМ, обеспечиваемой новым АСМ FX40, мы демонстрируем рабочий процесс для характеристики морфологии и прочности сегнетоэлектрических доменов в слоистых материалах с современным пространственным разрешением и электрическая чувствительность. Эта работа будет продолжена на следующих вебинарах, где мы рассмотрим туннелирование электронов из графена через сегнетоэлектрический hBN в нанометровом масштабе, которое можно использовать для детерминированного переключения доменов и индуцирования асимметрии в точечных вольт-амперных характеристиках материалов в таких приложениях, как мемристивные устройства и туннельные диоды, способных предоставить повышенную логику на чип.

[1] H. Li et al. Nature 597, 650–654 (2021).

[2] E. Li et al. Nat Commun 12, 5601 (2021).

[3] Y. Cao et al. Nature 556, 43–50 (2018).

[4] C. R. Woods et al. Nat Commun. 12, 347 (2021).

[5] K. Yasuda et al. Science 372, 6549 1458 (2021)

[6] M. Vizner Stern et al. Science 372, 6549, 1462, (2021).

Вебинар будет представлен Dr. James Kerfoot – специалист по применениям, Park Systems Europe.