掃描探針顯微鏡（Scanning Probe Microscope,SPM）發(fā)展到今日已經(jīng)廣泛應(yīng)用在科學(xué)研究的各個領(lǐng)域。根據(jù)掃描過程中提取信號的不同,掃描探針顯微術(shù)衍生出許多分支,可以滿足不同測試分析的需要。在SPM家族中用于材料表面電勢測量的測試系統(tǒng)稱為開爾文探針力顯微鏡（Kevin Probe Force Microscope,KPFM）,它對于測量導(dǎo)體、半導(dǎo)體的功函數(shù)方面具有不可替代的作用。二維異質(zhì)結(jié)材料因其優(yōu)異的光電特性受到廣泛的關(guān)注,使用KPFM測量兩種半材料之間的功函數(shù)差值是深入探討其工作機理的一種理想途徑。本課題對SPM的軟件設(shè)計和KPFM做了初步探索,主要工作包括:1.研究了KPFM的工作原理,對比了調(diào)頻（FM）和調(diào)幅（AM）兩種模式下KPFM的不同,提出了在商用原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope,AFM）系統(tǒng)上組合鎖相放大器模塊搭建FM-KPFM系統(tǒng)的方法,自行設(shè)計并搭建出了一套sKPFM（self-developed KPFM）。2.采用sKPFM系統(tǒng)測試了石墨烯樣品,通過給樣品施加外部電壓模擬了不同功函數(shù)的材料,對測試系統(tǒng)的基本功能進行了... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 開爾文探針力顯微鏡的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 AFM系統(tǒng)的設(shè)計
    2.1 AFM硬件系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.2 AFM軟件系統(tǒng)設(shè)計
        2.2.1 軟件系統(tǒng)的總體框架
        2.2.2 自動聚焦
        2.2.3 模板匹配
        2.2.4 位置微調(diào)
        2.2.5 掃描通訊
    2.3 本章小結(jié)
第3章 FM-KPFM的原理與搭建
    3.1 KPFM的分類與原理
        3.1.1 基本原理
        3.1.2 電場力和電場力梯度
        3.1.3 AM-KPFM
        3.1.4 FM-KPFM
        3.1.5 AM-KPFM與FM-KPFM的比較
    3.2 FM-KPFM系統(tǒng)的搭建
        3.2.1 鎖相放大器原理介紹
        3.2.2 KPFM的反饋原理
        3.2.3 組建FM-KPFM系統(tǒng)
    3.3 本章小結(jié)
第4章 二維異質(zhì)結(jié)的測試
    4.1 系統(tǒng)加電模擬不同樣品測試
    4.2 系統(tǒng)重復(fù)性分析
    4.3 二維異質(zhì)結(jié)的制備
    4.4 AM和FM模式的比較
    4.5 原始二維異質(zhì)結(jié)的FM-KPFM分析
        4.5.1 ReS_2-BP異質(zhì)結(jié)電勢差測試
        4.5.2 ReS_2-MoTe_2異質(zhì)結(jié)電勢差測試
        4.5.3 BP-MoSe_2異質(zhì)結(jié)電勢差測試
    4.6 氯離子處理后二維異質(zhì)結(jié)的KPFM分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3654603