Caracterización de la función de trabajo de microscopía de fuerza de sonda Kelvin de cristales de óxido de metal de transición bajo reducción y oxidación en curso

Controlando la función de trabajo de transición los óxidos metálicos son de importancia clave con respecto a la producción de energía futura y almacenamiento. Como la mayoría de las aplicaciones implican el uso de heteroestructuras, la técnica de caracterización más adecuada es la microscopía de fuerza de sonda Kelvin (KPFM), que proporciona una excelente resolución energética y lateral. * En su estudio "Caracterización de la función de trabajo de microscopía de fuerza de la sonda Kelvin de cristales de óxido de metal de transición bajo reducción y oxidación en curso" Dominik Wrana, Karol Cieślik, Wojciech Belza, Christian Rodenbücher, Krzysztof Szot y Franciszek Krok presentan las ventajas y limitaciones de la técnica FM-KPFM utilizando el ejemplo de una heteroestructura recientemente descubierta de TiO / SrTiO3 (100) (metal / aislante), que tiene una relevancia tecnológica potencialmente alta. * En el mismo artículo se presenta un estudio combinado de conductividad y función de trabajo de la misma área de superficie, que muestra la posibilidad de obtener información completa sobre las propiedades electrónicas cuando la técnica KPFM se acompaña de microscopía de fuerza atómica de conductividad local (LC-AFM). * Los authos presentan la medición de la función de trabajo cristalina de TiO y su dependencia de la presión gaseosa del aire utilizando microscopía de fuerza de sonda Kelvin. Para garantizar resultados reproducibles de FM-KPFM, se utilizaron dos tipos diferentes de voladizos AFM: NANOSENSORS ™ PointProbe® Plus PPP-ContPt (recubierto con PtIr) y NANOSENSORS ™ Platinum Silicide PtSi-FM. * Tales voladizos se usan ampliamente como puntas conductoras en un modo de contacto AFM, lo que permite una alta resolución lateral en mediciones de conductividad. La notable estabilidad mecánica de los voladizos seleccionados permitió las mediciones en modo sin contacto (con un bucle Kelvin) utilizando la misma punta, manteniendo las oscilaciones en los armónicos más altos de la frecuencia fundamental (≈75 kHz). Por lo tanto, para registrar mapas actuales y CPD de la misma área de muestra, las mediciones de KPFM se realizaron primero con el voladizo suave forzado a oscilar a armónicos más altos, luego la punta se retrajo decenas de nanómetros de la superficie, todos los circuitos de retroalimentación se giraron hacia abajo y se realizó un escaneo AFM en modo de contacto cuando se acercó con un solo bucle manteniendo un punto de ajuste de deflexión de 10-30 mV. La alta conductividad de los materiales TiO y STO permitió un bajo sesgo de la muestra de +1 mV para las mediciones LC-AFM que se utilizarán. * Figura 4 de "Caracterización de la función de trabajo de microscopía de fuerza de la sonda Kelvin de cristales de óxido de metal de transición bajo reducción y oxidación en curso": resolución lateral de KPFM en estructuras de alto TiO / STO. a) Topografía yb) función de trabajo de la matriz de nanocables TiO en SrTiO3 (100). c) Perfiles de altura (línea negra) y función de trabajo (línea verde) de dos nanocables TiO adyacentes, que muestran un alto contraste de KPFM. d) Dependencia de la resolución CPD (estimada como ΔCPD / CPD, ver c) en la separación entre nanocables de TiO, con ajuste de asíntota A + B / X. Los recuadros muestran las imágenes SEM del voladizo PtSi real utilizado en los experimentos con un radio de punta de 15 nm. * Dominik Wrana, Karol Cieślik, Wojciech Belza, Christian Rodenbücher, Krzysztof Szot, Franciszek Krok Kelvin sonda fuerza microscopía función de trabajo caracterización de transición cristales de óxido de metal bajo reducción y oxidación continuas Beilstein Journal of Nanotechnology 2019, 10, 1596–1607 DOI: 10.3762 / bjnano.10.155 Siga este enlace externo para leer el artículo completo: https://www.beilstein-journals.org/bjnano/articles/10/155 Acceso abierto El artículo "Caracterización de la función de trabajo de microscopía de fuerza de la sonda Kelvin de cristales de óxido de metal de transición bajo reducción y oxidación continuas ”por Dominik Wrana, Karol Cieślik, Wojciech Belza, Christian Rodenbücher, Krzysztof Szot y Franciszek Krok tienen licencia de Creative Commons Attribution 4.0 Licencia internacional, que permite el uso, intercambio, adaptación, distribución y reproducción en cualquier medio o formato, siempre que otorgue el crédito apropiado a los autores originales y la fuente proporcionan un enlace a Creative Commons licencia e indique si se hicieron cambios. Las imágenes u otro tercero el material de este artículo se incluye en Creative Commons del artículo licencia, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito para el material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su el uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el permitido uso, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. A Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.