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扫描微波显微镜 (SMM)
扫描微波显微镜(Scanning Microwave Microscopy, SMM),也称为扫描微波阻抗显微镜(Scanning Microwave Impedance Microscopy, sMIM),是一种结合原子力显微镜(AFM)高空间分辨率与微波反射测量技术的近场表征技术。

扫描微波显微镜(SMM)作为扫描探针技术,将原子力显微镜(AFM)与局域针尖-样品微波阻抗的测量相结合,该阻抗由S11参数或微波反射系数推导得出。S11参数是指发送至针尖的波与在针尖-样品接触处反射后接收回的波之间的比值。通过这种复阻抗测量,可以获得关于局域电容和电阻的信息。由局域电容和电阻可以推导出介电常数(ε)、电导率(σ)、载流子浓度(n)以及掺杂类型。SMM技术可对多种材料进行电学测量——包括半导体、介电材料和金属。

S11参数定义为参考阻抗(Z0)和负载(ZL)的复阻抗函数——见公式1。阻抗是一个复数值,可以表示为实部和虚部之和——见公式2。Z的实部为电阻贡献(R),虚部为电容贡献(C)——见公式3。根据样品不同,电阻和电容是电导率、介电常数和载流子浓度的函数。

如上,SMM电子系统的框图。强大的数字信号处理在1 MHz频率处分析信号,该频率远离1/f噪声。信号在模拟前端早期即被数字化,这种配置不存在模拟系统的典型问题,如直流偏置重新调整。FPGA软件具有边带检测功能,dS/dV(dC/dV)测量无需任何额外硬件,例如锁相放大器。S11和dS/dV信号均为数字信号。约5 GHz的高工作频率意味着对电容具有更高的灵敏度。
产品特点:

• 材料的电学表征——介电材料、半导体和金属
• 对半导体中掺杂剂浓度变化具有高灵敏度
• 对直流电容具有高灵敏度
• 样品制备要求极低
• 可成像埋层结构
• 软件简单易用
• SMM和AFM灵活配置
• 数字信号处理
• 工作频率5+ GHz
应用案例:

** 该扫描微波显微镜基于常规原子力显微镜平台,其他AFM相关功能也可选配,详情可咨询上海昊量光电设备有限公司。
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