掃描顯微鏡SPM簡介,以磁力量測電子結(jié)構(gòu)

掃描探針顯微鏡SPM的技術(shù)仍在不斷延伸中:

自掃描探針顯微鏡SPM發(fā)明后﹐各式的掃描探針顯微技術(shù)亦蓬勃發(fā)展起來﹐
廠商不斷開發(fā)具有特定用途的顯微技術(shù)﹐

例如在探針上一層磁性材料﹐以磁力顯微術(shù)(MFM)來量測電子結(jié)構(gòu)﹔
其他的后續(xù)研發(fā)尚包括﹕磨擦力顯微術(shù)(FFM)、靜電力顯微術(shù)(EFM)、近場光學(xué)顯微術(shù)(SNOM或NSOM)、
及磁力共振顯微術(shù)(Magnetic Resonance Force Microscopes,MRFM)等。

這些顯微術(shù)均是藉偵測微小探針與樣品表面間的交互作用力﹐如﹕穿隧電流、原子力、磁力、近場電磁波、
核子磁性動能(nuclear magnetic moments)等來描述樣品表面之特性﹐均可應(yīng)用于記錄資料。

目前﹐STM與AFM為顯微技術(shù)領(lǐng)域中較成熟之產(chǎn)品﹐

掃描探針顯微鏡SPM等探針型儲存技術(shù)將促進(jìn)超高密度儲存系統(tǒng)之發(fā)展﹕

利用探針型顯微術(shù)記錄資料﹐選擇不同交互作用方式會影響資料密度﹐
因此各國研究單位均投入大量的R D﹐希望利用探針微小的尖端儲存資料﹐
以期把儲存系統(tǒng)的密度推進(jìn)到原子級的世界。
各探針型儲存技術(shù)之方法與記錄密度﹕

掃描探針顯微鏡SPM技術(shù)將朝更高解析系統(tǒng)發(fā)展﹕
目前﹐掃描探針顯微鏡SPM在作為晶圓檢測工具時﹐可提供達(dá)到水平或垂直尺寸(dimension)1nm之解析度﹔
IBM一直致力于這方面的研發(fā)﹐希望能將掃描探針顯微鏡SPM解析度提高到2pm。
此外﹐藉助電腦影像法則(algorithms)亦可改善解析度之表現(xiàn)。
 

掃描探針顯微鏡SPM的功能績效愈來愈強(qiáng)﹕
AFM技術(shù)不論是在懸樑尖端(cantilever tips)之制造﹐或是在探針尖端與樣品間定位技術(shù)方面﹐均有長足的進(jìn)步。
這些技術(shù)的改善﹐令工程師能更輕易地量測樣品的3-D結(jié)構(gòu)﹐從而使制程品質(zhì)得以持續(xù)地精進(jìn)。
 

掃描探針顯微鏡SPM在生物材料方面之應(yīng)用深具潛力﹕
掃描探針顯微鏡SPM用在分子奈米技術(shù)之研究上﹐特別注重可用來控制化學(xué)交互作用的反應(yīng)尖端(reactive tips)之特性。
藉著探針尖端的適當(dāng)組合﹐研究者可促成分子達(dá)到所設(shè)計(jì)的化學(xué)結(jié)合(chemical bonding)。

它的最終目標(biāo)是要建造一個一般用途的握爪(gripper)或接受器(receptor)﹐當(dāng)微小尖端安置在顯微探針上時﹐
這個握爪或接受器可以依不同的反應(yīng)選取不同的探針尖端﹐使這套系統(tǒng)就如標(biāo)準(zhǔn)化的chuck一樣。
這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)成功﹐將使奈米技術(shù)應(yīng)用在生物材料(biological materials)之市場潛力無窮。