納米阻抗顯微鏡的研制及其應(yīng)用.pdf

1、納米阻抗顯微鏡(Nano—Impedance Microscopy，NIM)是一種新型的掃描探針顯微鏡(Scanning Probe Microscopy，SPM)，能夠測(cè)量材料的納米微區(qū)電學(xué)性質(zhì)。在國(guó)外，納米阻抗顯微鏡在陶瓷材料、微電子等領(lǐng)域得到了一定的應(yīng)用；國(guó)內(nèi)很少有納米阻抗顯微鏡及其應(yīng)用研究的報(bào)導(dǎo)。本文以已有的商品化SPM儀器為基礎(chǔ)，開(kāi)展了納米阻抗技術(shù)及其應(yīng)用的研究，研制出了納米阻抗顯微鏡的商品化樣機(jī)，在國(guó)內(nèi)外率先實(shí)現(xiàn)了納米阻抗技

2、術(shù)的商品化。 本文重點(diǎn)研制了納米阻抗顯微鏡的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)是一種國(guó)產(chǎn)商品化SPM掃描頭的基礎(chǔ)上完成的。通過(guò)對(duì)其性能的改進(jìn)研制了一種基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的、嵌入式掃描探針顯微鏡控制系統(tǒng)；通過(guò)擴(kuò)展控制系統(tǒng)的軟硬件接口解決了阻抗測(cè)量子系統(tǒng)與SPM儀器控制控制子系統(tǒng)的同步問(wèn)題。最后，利用新研制的納米阻抗顯微鏡對(duì)鈦酸銅鈣等多晶陶瓷材料進(jìn)行了初步研究，測(cè)量了其微區(qū)電流—電壓曲線和阻抗譜，并嘗試分析了其晶界擊穿過(guò)程及其在電子傳輸