( a ) Sơ đồ hệ thống FM-AFM được giải quyết theo thời gian được phát triển. HM: Gương nửa, JK FF: JK lật, bộ lọc SP: bộ lọc thông ngắn. (b) Sơ đồ điều chế thời gian trễ. Bằng cách điều chỉnh thời gian của chuỗi điện áp H/L từ JK FF, thời gian trễ điều chế giữa (H, thời gian trễ = td) và (L, thời gian trễ = td, giới thiệu), như thể hiện trong hình, xảy ra. (c) Đặc tính cộng hưởng được đo để xác định hệ số Q (∼ 10.000). (d) Ảnh CCD của thiết lập phép đo. (e) Hình ảnh STM được phân giải nguyên tử của WSe số lượng lớn2 vật mẫu. Tín dụng: Vật lý ứng dụng Express (2023). DOI: 10.35848/1882-0786/ad0c04
× đóng
( a ) Sơ đồ hệ thống FM-AFM được giải quyết theo thời gian được phát triển. HM: Gương nửa, JK FF: JK lật, bộ lọc SP: bộ lọc thông ngắn. (b) Sơ đồ điều chế thời gian trễ. Bằng cách điều chỉnh thời gian của chuỗi điện áp H/L từ JK FF, thời gian trễ điều chế giữa (H, thời gian trễ = td) và (L, thời gian trễ = td, giới thiệu), như thể hiện trong hình, xảy ra. (c) Đặc tính cộng hưởng được đo để xác định hệ số Q (∼ 10.000). (d) Ảnh CCD của thiết lập phép đo. (e) Hình ảnh STM được phân giải nguyên tử của WSe số lượng lớn2 vật mẫu. Tín dụng: Vật lý ứng dụng Express (2023). DOI: 10.35848/1882-0786/ad0c04
Mặc dù có những tiến bộ đáng kể về khoa học và công nghệ, những tiến bộ nhanh chóng đã bộc lộ những hạn chế trong nhiều lĩnh vực công nghệ. Một thách thức cấp bách đối với các thiết bị bán dẫn, làm nền tảng cho truyền thông tốc độ siêu cao và trí tuệ nhân tạo (AI), là sự phát triển của các thiết bị hiệu suất cao với cấu trúc cơ bản 2 nanomet (nm).
Ở quy mô này, các cấu trúc khuyết tật đơn nguyên tử và các rối loạn hành vi điện tử nhỏ ảnh hưởng đáng kể đến các hiện tượng vĩ mô, đóng một vai trò quan trọng trong chức năng của thiết bị. Vì vậy, việc hiểu và kiểm soát được các hiện tượng vật lý, hóa học tốc độ cao ở quy mô nanomet là rất quan trọng để phát triển các thiết bị hiệu suất cao.
Nhóm nghiên cứu trước đây đã phát triển phương pháp kính hiển vi quét đường hầm quét (STM) giải quyết theo thời gian, kết hợp STM với công nghệ lazeđể đạt được độ phân giải không gian cấp độ nano và độ phân giải thời gian femto giây. Phương pháp này là công cụ để làm sáng tỏ các động lực quang kích thích khác nhau. Tuy nhiên, sự phụ thuộc của STM vào dòng điện giữa đầu dò và mẫu đã hạn chế ứng dụng của nó đối với các vật liệu dẫn điện.
Trong nghiên cứu của họ, được phát hành TRONG Vật lý ứng dụng Expressnhóm đã phát triển một hệ thống AFM mới có khả năng giải quyết theo thời gian, nâng cao khả năng hoạt động của nó bằng cách kết hợp AFM với công nghệ xung laser siêu ngắn độc đáo của họ. Sự phát triển này cho phép đo động lực học tốc độ cao trong phạm vi vật liệu rộng hơn, bao gồm cả chất cách điện, với độ phân giải nanomet.
Một cách tiếp cận độc đáo để chống lại sự giãn nở nhiệt của đầu dò và mẫu do chiếu xạ laser đã cho phép thu được các tín hiệu được phân giải theo thời gian với tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SN) đặc biệt cao. Ngoài ra, dao động laser được điều khiển bằng điện để nâng cao khả năng hoạt động.
Khả năng AFM đo lường nhiều đối tượng khác nhau giúp công nghệ được phát triển trong nghiên cứu này có những ứng dụng rộng rãi, vượt ra ngoài nghiên cứu học thuật đến các ngành công nghiệp, y học và các lĩnh vực khác. Nó được kỳ vọng sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc khám phá các nguyên tắc mới và hình thành các lĩnh vực mới bằng cách mở rộng đáng kể phạm vi thăm dò.
Thêm thông tin:
Hiroyuki Mogi và cộng sự, Kính hiển vi lực phân giải theo thời gian sử dụng phương pháp điều chế thời gian trễ, Vật lý ứng dụng Express (2023). DOI: 10.35848/1882-0786/ad0c04
