Описание PFM03

Тестовый образец для режима силовой микроскопии пьезоэлектрического отклика (периодически-поляризованный ниобат лития, PPLN)

Назначение

• Настройка режима силовой микроскопии пьезоэлектрического отклика (СМПО)
• Подбор оптимальных параметров (амплитуда и фаза пьезоэлектрического отклика) в режиме СМПО
• Проведение тестовых измерений в режиме СМПО

Описание образца

Сегнетоэлектрический монокристалл ниобата лития (LiNbO₃), вырезанный перпендикулярно полярной оси. Толщина образца h. Поверхность образца полированная (шероховатость менее 10 нм).

В образце создана регулярная доменная структура с периодом D. Спонтанная поляризация направлена перпендикулярно поверхности образца и имеет противоположное направление в доменах разного знака. Направление поляризации определяет знак пьезоэлектрических коэффициентов. Анализ пьезоэлектрического отклика образца на приложение внешнего электрического поля позволяет исследовать распределение поляризации на поверхности образца.

Варианты поставки образцов:

• Наклеенный на металлическую подложку с помощью токопроводящего клея.
• С напыленным металлическим электродом на обратную сторону.
• С напыленным металлическим электродом на обратную сторону, наклеенный на металлическую подложку с помощью токопроводящего клея.

Основные характеристики

Краткое руководство по использованию

Для измерений образец закрепляется на держателе микроскопа таким образом, чтобы нижний электрод образца был подсоединен к точке с нулевым потенциалом.

Измерения производятся в контактном режиме. К зонду СЗМ прикладывается переменное напряжение с частотой f_mod. При этом поверхность образца начинает осциллировать с той же частотой f_mod. Отклик поверхности анализируется при помощи селективного синхронного усилителя. В сигнале амплитуды колебаний наблюдается контраст доменных стенок, а в сигнале фазы ‑ контраст доменов. Пример результатов измерений в режиме СМПО представлен на Рисунке 1.

a)

b)

 c)

Рисунок. 1. Изображения доменной структуры периодически-поляризованного ниобата лития, полученные в режиме силовой микроскопии пьезоэлектрического отклика: (а) сигнал амплитуды, (б) фазы.

Используемый зонд с алмазоподобным проводящим покрытием DCP10.

Амплитуда модулирующего напряжения 7,5 V,

Частота модуляции f_mod = 17 kHz.