Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 4: Raster-Kraft-Mikroskopie I

O 4.4: Vortrag

Montag, 17. März 1997, 10:15–10:30, BOT

AFM bei Variabler Temperatur im UHV — •A. Feltz, P. Guethner und T. Berghaus — OMICRON Vakuumphysik GmbH, Idsteiner Str. 78, D-65232 Taunusstein (Neuhof)

Vorgestellt wird ein neuartiges UHV AFM für variable Probentemperaturen, das auf dem ursprünglich von Carl Zeiss Jena entwickelten Schwingquarzsensor (Nadelsensor) basiert. Der Quarzkristall mit AFM–Spitze an seinem oberen Ende schwingt in longitudinaler Resonanz, deren Phasenbeziehung relativ zur Sensoranregung bei Wechselwirkung mit der Probenoberfläche ausgewertet und zur Abstandsregelung im AFM benutzt wird. Im Gegensatz zu einem Cantilever, wo eine Temperaturänderung typischerweise eine dem Bi–Metall vergleichbare Verbiegung des Sensors verursacht und daher bei optischer Signalübertragung eine Nachführung des Lichtstrahles erforderlich wird, lassen die geometrischen und elektrischen Eigenschaften dieses Quarzsensors einen weiten Temperaturbereich zu. Erste Ergebnisse belegen die Eignung des Nadelsensorprinzips für AFM bei variabler Temperatur. Es wird die erzielbare Auflösung dieser Methode in Abhängigkeit von der Anregungsamplitude diskutiert, durch simultane Tunnelstrommessungen können Aussagen zur Schwingungsamplitude sowie zur Probenbelastung getroffen werden. Monoatomare Stufen auf Si(111) konnten im UHV bei erhöhten Temperaturen (700 K) aufgelöst werden, was ebenfalls für tiefe Temperaturen zu erwarten ist. Auch weiche Materialien lassen sich reproduzierbar abbilden.