Сканирующий зонд Кельвина BioLogic M470 - SKP

Области применения: Коррозия и покрытия, Фундаментальная электрохимия, фотоэлементы, Топография.

Характеристики:

Цепочка сигналов

• Фазочувствительное обнаружение с помощью встроенного микропроцессорного замкового усилителя с цифровым двухфазным генератором и дифференциальным электрометрическим входом.

Встроенный усилитель

• Программное управление усилением. Коэффициент усиления 1-105.
• Максимальная теоретическая чувствительность 0,5 мкВ FSD.
• Постоянная времени выхода 0,1, 1, 10 с.

Дифференциальный электрометр

• Входное сопротивление 1015 Ом.
• Диапазон усиления десятичного диапазона от 0 до 80 дБ.
• Диапазон общего режима ± 12 В.

Вибрационный привод

• Одномерный низковольтный пьезоэлектрический привод.

Амплитуда вибрации (± 10%): Программное обеспечение установлено от 0 до 30 мкм перпендикулярно поверхности образца.

Резервный контроллер потенциала

• Диапазон потенциала: ± 10 В
• Разрешение ЦАП 300 мкВ.
• Отбор проб от 0,1 до 1000 Гц.
• Тип ПИД-регулятор

Тип зонда: SKPR Вольфрамовый воздушный зазор.

• Электрохимическая чувствительность: менее 0,15 мэВ.

Технические характеристики системы позиционирования

Шаговые двигатели

• Диапазон сканирования (x, y, z): 110 мм x 110 мм x 110 мм
• Минимальный размер шага по всем осям: 20 нм
• Контур с линейным нулевым гистерезисом с замкнутым контуром с прямым считыванием в реальном времени смещения по x, y и z
• Разрешение датчика линейного положения: 20 нм.
• Макс.Скорость сканирования: 10 мм / с
• Разрешение измерений: 32-разрядный декодер @ до 40 МГц

Пьезоэлектрический элемент (только для оси z)

• Диапазон вибрации 20 нм - от 2 мкм до пика с шагом 1 нм
• Минимальное Разрешение вибрации: 0,12 нм рассчитано (16-разрядный ЦАП на 4 мкм)
• Расширение пьезокристалла: 100 мкм
• Разрешение позиционирования: 0,09 нм (20-разрядный ЦАП на 100 мкм)

Описание

Выполните измерения с помощью сканирующего зонда Кельвина на модульном устройстве M470 от BioLogic с опцией SKP470.

Отображение локальных изменений работы выхода на поверхности образца

В методе сканирующего зонда Кельвина (SKP) используется виброемкостной зонд известной конструкции для измерения разницы работы выхода с исследуемым образцом. Перемещая зонд в плоскости x, y, можно отобразить локальные изменения работы выхода по образцу. Эта разница работы выхода может быть связана с характеристикой состояния поверхности, включая потенциал коррозии. Используя ту же установку, также можно выполнить два разных типа измерения топографии: емкостное измерение высоты (CHM) и емкостное отслеживающее измерение (CTM). CHM и CTM могут использоваться как автономное измерение топографии или как входные данные для дальнейшего измерения слежения за высотой.

SKP нашла широкое применение в исследованиях коррозии и покрытий. Это особенно полезно для исследования возникновения коррозии под поверхностным покрытием. В области фотогальваники наблюдается рост использования SKP для определения работы выхода различных компонентов. Он также использовался как средство обнаружения поверхностного загрязнения компонентов. SKP был предложен для использования в биотехнологии для измерения электрического потенциала живой ткани и даже нашел применение в области судебной экспертизы.
 

Измерение постоянного расстояния по SKP для монеты 2 евро в режиме отслеживания высоты с использованием измерений топографии от CTM.
 
Обзор: бесконтактные неразрушающие локальные измерения работы выхода

• Неразрушающий
• Может использоваться даже при наличии изоляционного покрытия

Измерьте образец без воздействия электролита

Воздействие электролита на образец в течение длительного времени может привести к его повреждению. Если образец подвергается коррозии при воздействии электролита, это также повышает вероятность того, что образец будет находиться в другом состоянии в начале и в конце эксперимента. В отличие от других измерений с помощью сканирующего зонда, SKP выполняется без присутствия электролита, но при этом обеспечивает электрохимическую информацию об образце. SKP - это бесконтактный метод измерения, выполняемый без присутствия электролита. Это действительно неразрушающий метод измерения.

Возможность автоматической настройки позволяет ускорить экспериментальную настройку

В SKP зонд вибрирует перпендикулярно образцу для создания синусоидального переменного тока. Этот переменный ток преобразуется в выходной сигнал постоянного тока синхронным усилителем (LIA) с применением сигнала демодуляции. Для максимального сигнала постоянного тока сигнал демодуляции должен иметь правильную фазу. Правильный выбор фазы демодуляции может оказаться сложной задачей для нового пользователя. SKP470 устраняет необходимость определения фазы демодуляции с добавлением возможности автонастройки. Это упрощает и ускоряет экспериментальную установку. Это также гарантирует, что всегда выбирается правильная фаза для максимального сигнала постоянного тока.

Выполняйте измерения как с постоянной высотой, так и с постоянным расстоянием

SKP470 позволяет исследователям выполнять измерения SKP как в режиме постоянной высоты, так и в режиме постоянного расстояния. Выполнение измерений в режиме постоянной высоты обеспечивает самые быстрые измерения SKP, поскольку положение зонда по оси z не регулируется во время сканирования. Однако расстояние между зондом и образцом влияет на качество и силу сигнала SKP, поэтому может быть полезно держать зонд рядом с поверхностью образца на протяжении всего сканирования. В этом случае наилучшим выбором является постоянное измерение расстояния посредством отслеживания высоты, когда положение зонда по z изменяется.

Выберите один из двух различных методов топографии SKP

SKP470 предлагает два варианта измерения входных данных топографии с использованием установки SKP470. Это позволяет исследователям сначала выполнить сканирование топографии, а затем измерение SKP на постоянном расстоянии без необходимости замены зондов или выполнения каких-либо дальнейших выравниваний. Доступны два измерения топографии SKP470: емкостное измерение высоты (CHM) и емкостное отслеживающее измерение (CTM). В CHM зонд поддерживает постоянную высоту повсюду, и измеряется изменение расстояния между зондом и образцом. Это полезно для относительно плоских образцов, где необходимо быстрое измерение топографии. В CTM высота зонда изменяется на протяжении всего измерения, чтобы поддерживать одинаковое расстояние между зондом и образцом на всем протяжении. Этот метод полезен для очень грубых образцов и образцов с большими изменениями топографии.