扫描显微镜SPM简介,以磁力量测电子结构

扫描显微镜SPM简介,以磁力量测电子结构

扫描探针显微镜SPM的技术仍在不断延伸中:

自扫描探针显微镜SPM发明后﹐各式的扫描探针显微技术亦蓬勃发展起来﹐
厂商不断开发具有特定用途的显微技术﹐

例如在探针上一层磁性材料﹐以磁力显微术(MFM)来量测电子结构﹔
其他的后续研发尚包括﹕磨擦力显微术(FFM)、静电力显微术(EFM)、近场光学显微术(SNOM或NSOM)、
及磁力共振显微术(Magnetic Resonance Force Microscopes,MRFM)等。

这些显微术均是藉侦测微小探针与样品表面间的交互作用力﹐如﹕穿隧电流、原子力、磁力、近场电磁波、
核子磁性动能(nuclear magnetic moments)等来描述样品表面之特性﹐均可应用于记录资料。

目前﹐STM与AFM为显微技术领域中较成熟之产品﹐

扫描探针显微镜SPM等探针型储存技术将促进超高密度储存系统之发展﹕

利用探针型显微术记录资料﹐选择不同交互作用方式会影响资料密度﹐
因此各国研究单位均投入大量的R D﹐希望利用探针微小的尖端储存资料﹐
以期把储存系统的密度推进到原子级的世界。
各探针型储存技术之方法与记录密度﹕

扫描探针显微镜SPM技术将朝更高解析系统发展﹕
目前﹐扫描探针显微镜SPM在作为晶圆检测工具时﹐可提供达到水平或垂直尺寸(dimension)1nm之解析度﹔
IBM一直致力于这方面的研发﹐希望能将扫描探针显微镜SPM解析度提高到2pm。
此外﹐藉助电脑影像法则(algorithms)亦可改善解析度之表现。
 

扫描探针显微镜SPM的功能绩效愈来愈强﹕
AFM技术不论是在悬樑尖端(cantilever tips)之制造﹐或是在探针尖端与样品间定位技术方面﹐均有长足的进步。
这些技术的改善﹐令工程师能更轻易地量测样品的3-D结构﹐从而使制程品质得以持续地精进。
 

扫描探针显微镜SPM在生物材料方面之应用深具潜力﹕
扫描探针显微镜SPM用在分子奈米技术之研究上﹐特别注重可用来控制化学交互作用的反应尖端(reactive tips)之特性。
藉着探针尖端的适当组合﹐研究者可促成分子达到所设计的化学结合(chemical bonding)。

它的最终目标是要建造一个一般用途的握爪(gripper)或接受器(receptor)﹐当微小尖端安置在显微探针上时﹐
这个握爪或接受器可以依不同的反应选取不同的探针尖端﹐使这套系统就如标準化的chuck一样。
这项技术的研发成功﹐将使奈米技术应用在生物材料(biological materials)之市场潜力无穷。