多相合金薄膜的掃描開爾文顯微鏡研究.pdf

1、在不同的工作模式下，運用原子力顯微鏡，不但可獲得樣品表面高分辨率形貌，同時還可以獲得與形貌結(jié)構(gòu)對應(yīng)的力學(xué)、化學(xué)、電學(xué)等物性的信息，使與形貌結(jié)構(gòu)對應(yīng)的物性在納米尺度上的變化成為可視的。 本文在查閱大量相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，提出在各種具有相分離結(jié)構(gòu)的合金材料研究中，發(fā)展一種對組分敏感，能同時獲得高分辨率的形貌和組分物性相關(guān)的分布像技術(shù)的必要性。利用高分辨率的原子力顯微術(shù)在開爾文探針技術(shù)模式下研究了具有相分離結(jié)構(gòu)的合金薄膜的特征。

2、 論文首先闡述了掃描開爾文力顯微術(shù)的工作原理以及應(yīng)用領(lǐng)域。研究了掃描參數(shù)和開爾文力顯微鏡成像質(zhì)量間的相互關(guān)系。發(fā)現(xiàn)掃描參數(shù)的正確設(shè)置對獲得高質(zhì)量的開爾文力顯微鏡像至關(guān)重要，并且掃描參數(shù)的設(shè)置與具體的樣品表面狀況相關(guān)。 作為輔助和對照分析手段，用X射線衍射和掃描電子顯微鏡分析了樣品的結(jié)構(gòu)和表面形貌。銅鉛磁控共濺射沉積的薄膜主要是由金屬顆粒組成，薄膜表面存在它們的氧化物薄層。 研究了不同比例的銅鉛合金在不同的沉積溫度和后續(xù)熱

3、處理溫度條件下粒子的生長，利用SolverP47的圖像分析軟件對具有相分離結(jié)構(gòu)的銅鉛合金薄膜樣品表面形貌的粗糙度和表面電勢差分布進行了分析，獲得了晶粒尺寸、與成分分布相關(guān)的表面電勢差分布和薄膜沉積溫度、熱處理工藝間的關(guān)系。 用SKM分析了化學(xué)鍍鈷磷薄膜樣品。獲得了高分辨率的微區(qū)形貌及與組分分布相關(guān)的表面電勢差分布像，用SKM方法分析了鍍層的截面，測得了鍍層的厚度。 本文工作表明：SKM技術(shù)可以同時獲得材料表面高分辨率形貌