專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)量材料表面電荷密度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于表面分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用掃描探針顯微鏡(Sc aiming Probe Microscope,簡(jiǎn)稱(chēng)SPM)的導(dǎo)電針尖測(cè)量材料表面電荷密度 的方法。
背景技術(shù)：
在目前的市場(chǎng)上通過(guò)作用于導(dǎo)電針尖或樣品的偏壓可以測(cè)量針尖與 樣品之間的長(zhǎng)程靜電相互作用力，可以用來(lái)探測(cè)樣品的表面電勢(shì)，鐵電材 料的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能，單根納米管的電輸運(yùn)特性等等。 一般的導(dǎo)電掃描探 針顯微鏡 (Conductive Scanning Probe Microscope,簡(jiǎn)稱(chēng)CSPM)的針尖 是一個(gè)不規(guī)則的金字塔型針尖，針尖帶電電荷產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度與針尖的形狀 及針尖-樣品間距有很大關(guān)系，對(duì)于一個(gè)特定的針尖，其產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度就 只與針尖-樣品間距相關(guān)。在CSPM的抬高模式下，可以在納米范圍內(nèi)控 制樣品到針尖之間的間距，由于針尖的曲率半徑比較小(約30nm)，所以 針尖下納米范圍內(nèi)的樣品可以受到很強(qiáng)的電場(chǎng)極化。在納米尺寸內(nèi)，定量 探測(cè)樣品表面的電荷密度對(duì)于研究納米尺度的器件和材料物理化學(xué)性能有非常重要的意義。很多納米器件或納米結(jié)構(gòu)的功能是基于納米尺度內(nèi)電 荷密度，甚至是極少數(shù)電荷，例如新解離的云母表面與氨基酸之間的相互作用中，云母表面的電荷密度起到非常重要的作用；在庫(kù)侖堵塞現(xiàn)象中，
單電子的探測(cè)變的非常重要。
在納米尺寸內(nèi)，建立一種可靠的方法定量探測(cè)樣品表面的電荷密度是
納米科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的需要。以往文獻(xiàn)報(bào)道，如M.J. Gordon和T. Baron 在Physical Review B 72, 165420 (2005)發(fā)表的題為Amplitude-mode electrostatic force microscopy in UHV: Quantification of nanocrystal charge storage的文章中，給出了一種振幅調(diào)制的使用SPM的導(dǎo)電探針測(cè)量樣品 表面電荷密度的方法。此類(lèi)方法將針尖的幾何結(jié)構(gòu)考慮在內(nèi)，由于針尖的 幾何形狀的不確定性和復(fù)雜性，基于CSPM定量探測(cè)納米尺度內(nèi)樣品表面 的電荷密度變的比較復(fù)雜，而且對(duì)于不同類(lèi)型的針尖需要不同的針尖模 型。因此，需要有一種使用簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，適合各種類(lèi)型針尖幾何形狀 的樣品表面電荷密度測(cè)量方法。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種使用筒單， 操作筒便的樣品表面電荷密度測(cè)量方法。
本發(fā)明提供的基于掃描探針顯微鏡導(dǎo)電針尖的測(cè)量材料表面電荷密 度的方法，包括以下步驟
a) 對(duì)待測(cè)材料樣品表面形貌進(jìn)行掃描；
b) 在固定針尖高度h下，沿步驟a)的掃描軌跡進(jìn)行抬高模式掃描， 測(cè)量驅(qū)動(dòng)針尖振蕩的激勵(lì)交變信號(hào)與針尖實(shí)際振蕩信號(hào)之間的相位角差值以及相對(duì)應(yīng)的針尖偏壓K;
c) 根據(jù)A0和R的關(guān)系，對(duì)步驟b)得到的A0和F,進(jìn)行擬合，得到索 引指數(shù)；
d) 根據(jù)步驟c)獲得的索引指數(shù)，在基于A0和^的關(guān)系的校準(zhǔn)曲線 中查找所述索引指數(shù)所對(duì)應(yīng)的表面電荷密度，從而得到被測(cè)材料樣品表面 電荷密度。
上述方法中，所述標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)量方法包括以下步驟
e) 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品表面形貌進(jìn)行掃描；所述標(biāo)準(zhǔn)樣品的偏壓與其表面電 荷密度的關(guān)系為已知的；
f) 在與步驟b )相同的針尖高度h下，分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品施加多個(gè)偏壓， 測(cè)量驅(qū)動(dòng)針尖振蕩的激勵(lì)交變信號(hào)與針尖實(shí)際振蕩信號(hào)之間的相位角差 值A(chǔ)(9以及相對(duì)應(yīng)的針尖偏壓K;
g) 根據(jù)步驟(c)中的A6"和K,的關(guān)系式對(duì)步驟f)得到的A6和J/,進(jìn)行 擬合，得到不同標(biāo)準(zhǔn)樣品偏壓下索引指數(shù)的值；
h) 根據(jù)已知的標(biāo)準(zhǔn)樣品偏壓與表面電荷密度的關(guān)系，得到不同偏壓 下，標(biāo)準(zhǔn)樣品的表面電荷密度，并根據(jù)步驟g)的結(jié)果，獲取表面電荷密 度與所述索引指數(shù)的關(guān)系曲線，即得到校準(zhǔn)曲線。
上述方法中，所述Ae和K的關(guān)系式為tan(A。^a^2+a^+a。，其中， A、 A和^皆為系數(shù)，優(yōu)選q作為所述索引指數(shù)。
上述方法中，所述步驟b)與步驟f)使用的針尖形狀相同。 上述方法中，所述標(biāo)準(zhǔn)樣品優(yōu)選導(dǎo)體，所述導(dǎo)體優(yōu)選金屬，例如銅、鐵、金、銀、鈿、鋁等。
上述方法中，所述標(biāo)準(zhǔn)樣品優(yōu)選球形樣品。
進(jìn)一步地，所述球形樣品的直徑優(yōu)選O.l毫米到100厘米。 上述方法中，使用掃描探針顯微鏡系統(tǒng)的鎖相裝置測(cè)量所述相位角差 值，或者在測(cè)量所述相位角差值時(shí)，首先將驅(qū)動(dòng)針尖振蕩的激勵(lì)交變信號(hào) 的相位角置零，然后直接測(cè)量針尖實(shí)際振蕩信號(hào)的相位角，即得到所述相 位角差值。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，為實(shí)現(xiàn)基于CSPM對(duì)樣品表面電荷密度的測(cè)量， 建立了簡(jiǎn)單明晰的方程式，來(lái)描述導(dǎo)電針尖受到的靜電相互作用力以及振 動(dòng)相位的變化與針尖偏壓、樣品極化強(qiáng)度的關(guān)系；并在此關(guān)系式的基礎(chǔ)上， 明確樣品表面的電荷密度與針尖電壓之間的關(guān)系式。本發(fā)明基于該關(guān)系 式，通過(guò)CSPM針尖對(duì)材料在納米范圍內(nèi)對(duì)樣品表面的電荷密度進(jìn)行測(cè) 量，克服了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)針尖幾何形狀建立簡(jiǎn)單模型的困難，不必再考慮針 尖的具體幾何形狀，使得測(cè)量簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，而且測(cè)量過(guò)程是建立在相 同的試驗(yàn)條件下，從而避免了由于測(cè)量條件的不同，引入測(cè)量偏差。對(duì)于 研究納米器件和納米結(jié)構(gòu)的功能有非常重要的意義。
以下，結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中 圖1是主掃描和抬高模式的間歇抬高掃描過(guò)程示意圖；圖2是鋼球在一系列樣品偏壓下相位差值的正切值隨針尖偏壓的變
化；
圖3是鋼球偏壓與根據(jù)公式1&110^) = ^^2+"1^+"()擬合得到的一次方系數(shù)^及二次方系數(shù)^之間的關(guān)系；
圖4根據(jù)新解離云母表面測(cè)得的相位差值和針尖偏壓，按照公式tan(A6>) = a2K,2 + + g。擬合獲得的 一 次方系數(shù)^在鋼球校準(zhǔn)曲線中的位
置；
圖5是基于掃描探針顯微鏡測(cè)量樣品表面電荷密度的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明基于CSPM測(cè)量樣品表面電荷密度的方法，描述在一系列鋼球模型偏壓作用下，CSPM導(dǎo)電針尖振動(dòng)的相位變化與針尖偏壓之間的關(guān)系，其關(guān)系式中包含樣品表面電荷密度與針尖偏壓之間的關(guān)系。在抬高模式的掃描過(guò)程中，針尖與樣品之間的作用力主要來(lái)自三部分針尖與樣品之間的電容作用產(chǎn)生的作用力；針尖帶電電荷與樣品表面電荷密度之間的作用力；樣品表面的電荷與樣品表面電荷在針尖的鏡像電荷之間的作用力。
在抬高模式下，作用在微懸臂上的總靜電力可以表示為
尸=^C印TO2 + A,C",, + &,,必 ，，、
2 ( 1 )
其中，CVtip為針尖-樣品之間電容Cs-tip在Z方向的一階導(dǎo)數(shù)，Z方向?yàn)獒樇獾目v向方向，C,^為針尖的孤立電容，A,為樣品表面電荷在樣品-
針尖之間產(chǎn)生的電場(chǎng)，Qis為樣品表面電荷在針尖里的鏡像電荷電量，Vt為4十尖偏壓。
當(dāng)F《A秒,才<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，A^為驅(qū)動(dòng)針尖振蕩的激勵(lì)交變信號(hào)與針尖實(shí)際振蕩信號(hào)之間的相位角差值，F(xiàn)'為F在Z方向的導(dǎo)數(shù)，Q為針尖的品質(zhì)因子，k為針尖的彈性系數(shù)，結(jié)合公式(1),可以得到，
2 p p p p (2)
其中，DQ是一個(gè)與針尖形狀有關(guān)的常數(shù)，c為C—在Z方向的二
階導(dǎo)數(shù)，c^為c^在z方向的一階導(dǎo)數(shù)，込為樣品表面電荷數(shù)。
樣品表面電荷在樣品-針尖之間產(chǎn)生的電場(chǎng)《,可表示為
V, (3)
t。是與樣品表面形狀有關(guān)的常數(shù)，^為空氣介電常數(shù)，c^為樣品表面
電荷密度，K為樣品表面電壓。
因此，相位差值變化可表示為
2 ^ ^ (4)
其中，系數(shù)A對(duì)于固定的樣品表面電荷密度是一個(gè)常數(shù)。由公式(3)
與(4)可知，針尖振動(dòng)的相位差值正切值tan(A60與針尖偏壓關(guān)系式的一
次方系數(shù)以及^成正比例關(guān)系，對(duì)于電介質(zhì)樣品，根據(jù)公式(3),也可以
說(shuō)tan(A(9)與樣品表面電荷密度成正比例。在本發(fā)明的測(cè)量方法中，引入了一個(gè)導(dǎo)體球作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，因?yàn)閷?dǎo)體球表面的電荷密度與導(dǎo)體球偏壓之間的關(guān)系是明確的，
(5)
其中，^為導(dǎo)體球表面電荷密度，i g為導(dǎo)體球的半徑，J^為導(dǎo)體球的偏壓。
從而在不同導(dǎo)體球偏壓下，測(cè)定針尖振動(dòng)相位差值的正切tan(A60與針尖偏壓的關(guān)系曲線，然后根據(jù)公式(4)擬合，得到一系列在不同導(dǎo)體球
偏壓Fg下，針尖偏壓巧的一次方的系數(shù)，根據(jù)公式(5)可以得知不同導(dǎo)體球偏壓^所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體球表面電荷密度《，由公式(4),得到作為標(biāo)準(zhǔn)
樣品的導(dǎo)體球表面電荷密度《與公式(4)中針尖偏壓K,的一次方系數(shù)的
關(guān)系曲線。以此關(guān)系曲線作為校準(zhǔn)曲線，在同樣的針尖形狀和掃描高度h的情況下，只要通過(guò)掃描獲得了 tan(A0)與K的關(guān)系曲線，通過(guò)擬合就可以得知K的一次方系數(shù)，以此一次方系數(shù)作為索引指數(shù)，按照此索引指數(shù)在校準(zhǔn)曲線中查找相對(duì)應(yīng)的表面電荷密度，就是被測(cè)樣品表面的電荷密度。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋和說(shuō)明。本實(shí)施例中利用商品化的多模式掃描探針顯微鏡，下面首先介紹如何得到校準(zhǔn)曲線，以直徑為5.01 mm的鋼球作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，測(cè)量校準(zhǔn)曲線的步驟如下
1 )對(duì)鋼球表面形貌進(jìn)行主掃描，在該主掃描過(guò)程中，反饋系統(tǒng)開(kāi)啟，每一條掃描線進(jìn)行一次往復(fù)掃描，獲取標(biāo)準(zhǔn)樣品表面形貌；2)將針尖抬高至高度200 nm,將反饋系統(tǒng)關(guān)閉，沿步驟1)的掃描軌跡重復(fù)進(jìn)行一次掃描，如圖l所示，在這種抬高模式下掃描時(shí)，對(duì)針尖施加臺(tái)階偏壓，同時(shí)通過(guò)SPM的偏壓通道或通過(guò)外加的導(dǎo)線分別對(duì)針尖和鋼球施加針尖偏壓和鋼球偏壓，利用多模式SPM的鎖相裝置，測(cè)量驅(qū)動(dòng)針尖振蕩的激勵(lì)交變信號(hào)與針尖實(shí)際振蕩信號(hào)之間的相位角差值A(chǔ)/9隨針尖偏壓F,的變化；
3 )根據(jù)公式tan(A6) = a2F;2 + ^F, + a。，對(duì)A6>和^進(jìn)行擬合，得到FJ的
一次方系數(shù)^;在多個(gè)鋼球偏壓^下重復(fù)本步驟2)的上述操作，獲得相
應(yīng)的多個(gè)q;如圖2所示，給出了當(dāng)鋼球偏壓^在-10V至+10V之間變化
時(shí)，tan(A^)與《的關(guān)系曲線，每一條曲線都可以通過(guò)擬合得到一個(gè)相應(yīng)的q值；
4)同時(shí)，根據(jù)公式(5),可以得到每個(gè)鋼球偏壓J^所對(duì)應(yīng)的樣品表
面電荷密度《，制作《與^的關(guān)系曲線，即校準(zhǔn)曲線，如圖3所示，圖中
給出了^ a和^ a兩條曲線，在圖3中，校準(zhǔn)曲線的橫軸括號(hào)外的數(shù)字
給出的是鋼球偏壓值，單位是伏特，括號(hào)內(nèi)的數(shù)字給出的是對(duì)應(yīng)鋼球偏壓值的表面電荷密度，單位是101Qe/m2,從圖3可以看到，二次方系數(shù)^非常小，并且?guī)缀醪浑S鋼球偏壓而變化，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠理解，這從側(cè)面證明了上面使用的確實(shí)是球形樣品。
上面只是介紹了校準(zhǔn)曲線的一種繪制方法，除了鋼球以外，還可以銅、鐵、金、銀、柏、鋁等金屬材料來(lái)制作導(dǎo)體球，導(dǎo)體球的直徑優(yōu)選0.1毫米到100厘米，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，也可以使用其他合適的
導(dǎo)電材料來(lái)制作導(dǎo)體球，導(dǎo)體球的直徑主要取決于SPM能夠測(cè)量的樣品
直徑，并不應(yīng)當(dāng)僅限于上面的優(yōu)選范圍。
有了校準(zhǔn)曲線后，就可以對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行測(cè)量了，本實(shí)施例中使用新
解離的云母作為樣品，測(cè)量步驟如圖5所示
a) 對(duì)待測(cè)云母樣品表面形貌進(jìn)行主掃描，在主掃描過(guò)程中，反々責(zé)系 統(tǒng)開(kāi)啟，；
b) 沿步驟a)的掃描軌跡進(jìn)行抬高模式掃描，測(cè)量驅(qū)動(dòng)針尖振蕩的激 勵(lì)交變信號(hào)與針尖實(shí)際振蕩信號(hào)之間的相位角差值A(chǔ)0以及相對(duì)應(yīng)的針尖 偏壓^;其中，掃描高度h和掃描所用導(dǎo)電針尖與測(cè)量校準(zhǔn)曲線時(shí)的掃描
高度和針尖相同；
c) 根據(jù)公式tan(A(9)二a^2+a,K + a。對(duì)步驟b)得到的A0和K,進(jìn)行擬 合，得到a嚴(yán)14.3,其中，a。、 A和^皆為系數(shù)；
d) 根據(jù)步驟c)獲得的q,如圖4所示，在前面根據(jù)鋼球獲得的校準(zhǔn) 曲線中查找，即可得知對(duì)應(yīng)的表面電荷密度為1.6 x I07e/cm2。
上述測(cè)量校準(zhǔn)曲線和待測(cè)云母的過(guò)程中，對(duì)于鋼球和針尖的直流偏 壓，除了使用SPM的偏壓通道外，也可以-使用外接導(dǎo)線的方式施加；測(cè) 量相位角差值A(chǔ)9時(shí)，還可以先將激勵(lì)信號(hào)的相位角置于零度，然后直接 測(cè)量針尖實(shí)際振蕩信號(hào)的相位角的方法，此時(shí)該相位角就等于相位角差值 △6,另外，為了保證測(cè)量待測(cè)樣品時(shí)的針尖形狀與測(cè)量校準(zhǔn)曲線時(shí)所用 的針尖形狀相同，最好的方法是使用同一針尖進(jìn)行測(cè)量，這樣做可以最大程度的減小由于針尖形狀的不同而引起的誤差。
本發(fā)明推導(dǎo)tan(A。 = "2巧2 + + a。關(guān)系的過(guò)程只是一個(gè)示例性的說(shuō) 明，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的解釋和說(shuō)明，還可以選擇K的二次方系數(shù) 作為索引指數(shù)，不過(guò)，從圖3也可以看出，由于"2的變化幅度很小，且接 近于零，所以并非最佳選擇，當(dāng)然，也完全可以在不同的近似條件下，自 行推導(dǎo)和^的其他關(guān)系式，并根據(jù)自行推導(dǎo)的關(guān)系式選擇合適的索引指 數(shù)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是可以勝任的。
最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上各附圖及其實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的使用掃 描探針顯微鏡的導(dǎo)電針尖測(cè)量材料表面電荷密度的技術(shù)方案，但非限制。 盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方 案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種基于掃描探針顯微鏡導(dǎo)電針尖的測(cè)量材料表面電荷密度的方法，包括以下步驟a)對(duì)待測(cè)材料樣品表面形貌進(jìn)行掃描；b)在固定針尖高度h下，沿步驟a)的掃描軌跡進(jìn)行抬高模式掃描，測(cè)量驅(qū)動(dòng)針尖振蕩的激勵(lì)交變信號(hào)與針尖實(shí)際振蕩信號(hào)之間的相位角差值Δθ以及相對(duì)應(yīng)的針尖偏壓Vt；c)根據(jù)Δθ和Vt的關(guān)系，對(duì)步驟b)得到的Δθ和Vt進(jìn)行擬合，得到索引指數(shù)；d)根據(jù)步驟c)獲得的索引指數(shù)，在基于Δθ和Vt的關(guān)系的校準(zhǔn)曲線中查找所述索引指數(shù)所對(duì)應(yīng)的表面電荷密度，從而得到被測(cè)材料樣品表面電荷密度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述校準(zhǔn)曲線的測(cè)量方 法包括以下步驟e) 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品表面形貌進(jìn)行掃描；所述標(biāo)準(zhǔn)樣品的偏壓與其表面電 荷密度的關(guān)系為已知的；f) 在與步驟b)相同的針尖高度h下，分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品施加多個(gè)偏壓， 測(cè)量驅(qū)動(dòng)針尖振蕩的激勵(lì)交變信號(hào)與針尖實(shí)際振蕩信號(hào)之間的相位角差值A(chǔ)0以及相對(duì)應(yīng)的針尖偏壓^;g) 根據(jù)步驟(c)中的A6和K的關(guān)系式對(duì)步驟f)得到的A^和^進(jìn)行 擬合，得到不同標(biāo)準(zhǔn)樣品偏壓下索引指數(shù)的值；h)根據(jù)已知的標(biāo)準(zhǔn)樣品偏壓與表面電荷密度的關(guān)系，得到不同偏壓 下，標(biāo)準(zhǔn)樣品的表面電荷密度，并根據(jù)步驟g)的結(jié)果，獲取表面電荷密 度與所述索引指數(shù)的關(guān)系曲線，即得到校準(zhǔn)曲線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述A0和K,的關(guān) 系式為tan(ap) = a/,2 + a《+ a。，其中， a0 、 a禾口 a2皆為系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述索引指數(shù)為^。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟b)與步驟f) 使用的針尖形狀相同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)樣品由導(dǎo)電材 料制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料為銅、鐵、 金、銀、柏、鋁。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2或所述的方法，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)樣品的形狀為 球形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述球形標(biāo)準(zhǔn)樣品的直 徑為0.1毫米到100厘米。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用掃描探針顯 微鏡系統(tǒng)的鎖相裝置測(cè)量所述相位角差值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，測(cè)量所述相位角 差值時(shí)，首先將驅(qū)動(dòng)針尖振蕩的激勵(lì)交變信號(hào)的相位角置零，然后直接測(cè) 量針尖實(shí)際振蕩信號(hào)的相位角，即得到所述相位角差值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于掃描探針顯微鏡導(dǎo)電針尖的測(cè)量材料表面電荷密度的方法，包括a)對(duì)待測(cè)材料樣品表面形貌進(jìn)行掃描；b)測(cè)量驅(qū)動(dòng)針尖振蕩的激勵(lì)交變信號(hào)與針尖實(shí)際振蕩信號(hào)之間的相位角差值Δθ以及相對(duì)應(yīng)的針尖偏壓V<sub>t</sub>；c)根據(jù)Δθ和V<sub>t</sub>的關(guān)系，對(duì)步驟b)得到的Δθ和V<sub>t</sub>進(jìn)行擬合，得到索引指數(shù)；d)根據(jù)步驟c)獲得的索引指數(shù)，在基于Δθ和V<sub>t</sub>的關(guān)系的校準(zhǔn)曲線中查找所述索引指數(shù)所對(duì)應(yīng)的表面電荷密度；所述校準(zhǔn)曲線為標(biāo)準(zhǔn)樣品表面電荷密度δ<sub>s</sub>與系數(shù)a<sub>1</sub>的關(guān)系曲線。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)針尖幾何形狀建立簡(jiǎn)單模型的困難，不必再考慮針尖的具體幾何形狀，使得測(cè)量簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，對(duì)于研究納米器件和納米結(jié)構(gòu)的功能有非常重要的意義。
文檔編號(hào)G01N13/10GK101515003SQ200810100820
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者昊 嚴(yán), 麗 關(guān), 戚桂村, 楊延蓮, 琛 王, 裘曉輝 申請(qǐng)人:國(guó)家納米科學(xué)中心