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走査プローブ顕微鏡ガイド - 電流測定(C-AFM) -

  • このページでは、走査プローブ顕微鏡(SPM)による電流測定について説明しています。電流測定はC-AFM(Conductive-AFM)とも呼ばれ、コンタクトモードによる表面形状測定と共に、カンチレバーと試料の間に一定の電圧をかけ、流れる電流の変化から試料の導電性の分布を同時に測定する方法です。電流測定には、試料台 - 試料 - カンチレバーの間に電流が流れるように導通を取る必要があり、導電性を確保するためにコーティングしたカンチレバーを使用します。

電流測定の原理

電流測定は、測定前に試料の導通が取れるように準備が必要です。試料全体にある程度導通がある場合は、試料台の上に導通テープや導電性ペーストによって試料を固定することで底面から表面の導通が得られます。試料表面にのみ導通がある場合は、導通性ペーストを側面から表面に盛ったり、導線等を一緒に固定して導通を取ります。表面も導電性が低い試料の場合は、導通を取った付近に限定して測定する必要があります。
C-AFM.jpg
電流測定の模式図

電流測定は探針先端を常に試料表面に接触して測定する必要があるため、コンタクトモードで形状を測定しながら、試料に電圧を掛けて流れる電流を同時に測定します。流れる電流が大きすぎると探針の先端が焼き切れてしまうため、弱い電圧から試し、電流が検出可能な最適な電圧に調整します。きれいな導通性の分布を測定するには、探針先端が常に一定の力で表面に接している必要があるため、測定は通常の表面形状測定よりゆっくりと行い、十分に表面に追従する条件で行う必要があります。
SPM-9700HTには、通常の電流測定用カンチレバーホルダと、より高感度な微小電流測定用ホルダがあります。

電流測定の実施例

-作成中-