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Bruker Icon PFM 测量和数据分析

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zhwr posted on Thu, Apr 16 2015 11:57 PM

关于PFM测量和分析的几个问题想请教下孙博士

1. 如果用x-cut quartz作为标准样品来测量d33,是否需要在上面镀一层电极,大小多少比较合适?直接用AFM探针在上面测得信号很差(样品厚度5 mm, PR amp 3V, 在300 kHz附近用SCM-PIT tip测量),不知道为什么?

2. 测量样品的amplitude曲线,有的是amplitude随测量电压线性增加一直没有饱和,有的是amplitude随电压增加到一峰值后迅速下降,想请教一下可能会有那些因素导致前两种不同情况的发生,有没有可能从测量方面得以优化?

3 样品测量得到的phase和amplitude都表明样品的铁电性,但是PFM writing却测不出来。 我做writing的步骤一般是用tip加压扫过一段区域,然后将tip电压设为0以后扫一个大一点的区域,但是看不到我之前扫过的小区域。不知道我的测量方法是否正确,以及有什么办法能优化一下?

对PFM了解很不够,求指教,谢谢!

 

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1.  石英样品的正反面都需要镀一层电极,电极大小影响不大,甚至可以覆盖整片样品,因为是标准样品测量,我们希望加的电场能均匀一些,所以有电极最好。需要注意的是测量石英样品是,Ramp的不是DC Bias,而是AC voltage,即用测试在相同频率不同大小的AC 电压驱动下的PFM amplitude。然后这条线的斜率就是我们需要的校准系数。注意测量时要远离Contact Resonance,否则因为有悬臂的放大作用而导致测量结果不准确。

2. Amplitude vs dc bias曲线不饱和甚至可能下降是经常出现的。可能的因数有很多,比如如果如果DC bias超过某个值该测试点的漏电流突然增大了,那实际加载在样品上的电压等于是下降了,PFM amplitude就会下降。如果样品的coercive field有较大的分布区间,那amplitude曲线就不会那么快饱和。当然也会有很多其他的因素,很难确定到底是那个因素导致的。实验方面可以在多个点测量,在一个点也可以多次测量,获得比较稳定的回线。

3. 首先得确保样品有底电极,同时确保底电极的导电性良好(用万用表测试电阻率在几百欧姆),确保底电极和样品台有很好的电学接触(银浆),确保加载的DC 电压比所需的翻转电压大,最好能两倍以上。同时确保针尖的导线镀层没有磨损或者污染。如果这些条件都能确保,还是观察不到畴翻转,可以降低扫描速度,等于延长电压加载时间。如果还是不行,那应该是样品本身的原因,比如有较强的内在电场导致某个方向的畴不稳定等因素。

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zhwr replied on Thu, Apr 23 2015 11:41 PM

能否帮忙解答一下?

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1.  石英样品的正反面都需要镀一层电极,电极大小影响不大,甚至可以覆盖整片样品,因为是标准样品测量,我们希望加的电场能均匀一些,所以有电极最好。需要注意的是测量石英样品是,Ramp的不是DC Bias,而是AC voltage,即用测试在相同频率不同大小的AC 电压驱动下的PFM amplitude。然后这条线的斜率就是我们需要的校准系数。注意测量时要远离Contact Resonance,否则因为有悬臂的放大作用而导致测量结果不准确。

2. Amplitude vs dc bias曲线不饱和甚至可能下降是经常出现的。可能的因数有很多,比如如果如果DC bias超过某个值该测试点的漏电流突然增大了,那实际加载在样品上的电压等于是下降了,PFM amplitude就会下降。如果样品的coercive field有较大的分布区间,那amplitude曲线就不会那么快饱和。当然也会有很多其他的因素,很难确定到底是那个因素导致的。实验方面可以在多个点测量,在一个点也可以多次测量,获得比较稳定的回线。

3. 首先得确保样品有底电极,同时确保底电极的导电性良好(用万用表测试电阻率在几百欧姆),确保底电极和样品台有很好的电学接触(银浆),确保加载的DC 电压比所需的翻转电压大,最好能两倍以上。同时确保针尖的导线镀层没有磨损或者污染。如果这些条件都能确保,还是观察不到畴翻转,可以降低扫描速度,等于延长电压加载时间。如果还是不行,那应该是样品本身的原因,比如有较强的内在电场导致某个方向的畴不稳定等因素。

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