Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 29: Rastersondentechniken (II)

O 29.7: Vortrag

Donnerstag, 29. März 2001, 12:00–12:15, M

Messung konservativer und dissipativer Spitzen-Proben-Kräfte in der dynamischen Rasterkraftmikroskopie mittels Frequenzmodulationstechnik — •H. Hölscher¹, B. Gotsmann², U. D. Schwarz¹, W. Allers¹, H. Fuchs² und R. Wiesendanger¹ — ¹Institut für Angewandte Physik und Mikrostrukturzentrum, Universität Hamburg, Jungiusstr. 11, 20355 Hamburg — ²Physikalisches Institut, Westfälische Wilhelms-Universität, Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster

Die Anwendung der Frequenzmodulationstechnik erlaubt bei im dynamischen Modus betriebenen Rasterkraftmikroskopen die gleichzeitige Messung zweier unabhängiger Informationskanäle: Die Veränderung der Resonanzfrequenz des Cantilevers (Frequenzverschiebung) aufgrund der Spitzen-Proben-Wechselwirkung und die notwendige Anregungsamplitude zur Aufrechterhaltung der Schwingung. Diese beiden Informationskanäle werden mittels analytischer und numerischer Methoden auf ihren Informationsgehalt hin untersucht. Dabei findet man für die Frequenzverschiebung eine fast ausschließliche Abhängigkeit von den zwischen Spitze und Probe wirkenden konservativen Kräften. Im Gegensatz dazu wird die Anregungsamplitude überwiegend durch dissipative Prozesse in der Spitzen-Proben-Wechselwirkung bestimmt, wobei allerdings auch ein geringer Einfluss durch die Phasenverschiebung (Laufzeit des Signals in der Elektronik) und die Frequenzverschiebung vorhanden ist. Die zugehörigen Effekte werden analytisch beschrieben und bezüglich ihrer Relevanz für das Experiment diskutiert.