1.设备信息

Ntegra Solaris多功能扫描探针显微镜（SPM）-原子力显微镜（AFM）平台

2.技术参数

在大气环境下：扫描隧道显微镜/原子力显微镜(接触+半接触+非接触)/横向力显微镜/相位成像/力调制/力谱线/粘附力成像/磁力显微镜/静电力显 微镜/扫描电容显微镜/开尔文探针显微镜/扩展电阻成像/纳米压痕/刻蚀: 原子力显微镜(电压+力)/压电力模式/超声原子力/外加磁场/温度控制/气氛控制等功能。

在液体环境下：原子力显微镜(接触+半接触+非接触)/横向力显微镜/相位成像/力调制/粘附力成像/力谱/刻蚀:

测量头部：AFM和SPM可选配液相模式和纳米压痕测量头

扫描方式：样品扫描、针尖扫描、双扫描

最大样品尺寸：样品扫描：直径40mm，厚度15mm。针尖扫描：样品无限制

XY样品定位装置：移动范围5×5μm，精度5μm

扫描范围：90×90×9μm（带传感器/闭环控制），可选配低电压模式实现原子级分辨

XY方向非线性度：≤0.5%（带传感器/闭环控制）

Z方向噪音水平（带宽1000Hz时的RMS值）：闭环控制扫描器（典型值0.04nm，最大0.06nm）

光学显微系统：配备高数值孔径物镜后，分辨率可由3μm提升至1μm。

3. 应用场景[1]

（1）金属纳米结构的电学性质表征：利用KPFM研究金属纳米结构器件中金属纳米结构与基底间的电荷转移机制

（2）半导体纳米结构电学性质表征：使用KPFM可以表征半导体表面作用力分布、表面缺陷、相态以及原子组成。

（3）生物领域：利用KPFM探测细胞膜、核酸和蛋白质之间的作用关系及各自的电学性质。

（4）太阳能电池领域：通过KPFM测量太阳能电池材料（如钙钛矿）的功函数，可以分析影响光电转换效率的因素，以便进一步提高光电转换效率。

4.测试举例

二位材料Mo2S的CAFM测试图[2]

钙钛矿薄膜的CAFM测试[3]

参考文献：

[1] 武兴盛, 魏久焱, 常诞, et al. 开尔文探针力显微镜的应用研究现状[J]. 微纳电子技术, 2018, 55(10).

[2] Sharma I , Mehta B R . KPFM and CAFM based studies of MoS 2, (2D)/WS 2, heterojunction patterns fabricated using stencil mask lithography technique[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2017, 723:50-57.

[3] Ke W , Zhao D , Xiao C , et al. Cooperative tin oxide fullerene electron selective layers for high-performance planar perovskite solar cells[J]. J. Mater. Chem. A, 2016:10.1039.C6TA05095F.