| Titel | Modulierte Reibkraftmessungen im Rasterkraftmikroskop |
| Autor | Heinz Sturm |
| Infos zum Autor | Dr. Heinz. Sturm, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM VI.2), Unter den Eichen 87, 12205 Berlin |
| Inhalt | Zusammenfassung Scanning Force Microscopy (SFM, oft auch Atomic Force Microscopy, AFM oder Ras-terkraftmikroskopie, RKM) wird im Kontakt-Modus nicht nur für die 3-dimensionale O-berflächenuntersuchung verwendet, also zur Darstellung der Topographie. Vielfach werden auch mechanische, elektrische und thermische Oberflächeneigenschaften un-tersucht sowie mit der Mess-Spitze Lithographie betrieben [1]. Für die Beschreibung der Oberflächeneigenschaften ist das Hinzuziehen möglichst vieler Kontraste physikalischer Eigenschaften essentiell [2]. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Spitze-Oberflächen-Wechselwirkung im Falle einer hochfrequenten lateralen Ortsmodulation und der daraus folgenden Scherdeformation, also mit modulierter Reibung. Diese Technik der lateralen Vibration von SFM-Federbalken wurde 1996 durch Colchero et al. [3] auf der atomaren Größenskala eingeführt; die Unterdrückung des stick-slip-Effekts auf einer Polymer-oberfläche durch laterale Vibration wurde 1999 von Sturm et al. [4] erstmals beschrie-ben. Im gleichen Jahr zeigten auch Krotil et al. [15] die Nützlichkeit dieser Technik zur Erzielung von Materialkontrasten. Neuste Untersuchungen durch Socoliuc et al. [5] im UHV ergaben die dramatische Reduzierung der Reibung auf der atomaren Skala (su-perlubricity). Eine Übersicht und tiefergehende Analysen lateraler Modulationstechnik finden sich in Review-Artikeln [6, 7]. Abstract Scanning Probe Microscopy, here Scanning Force Microscopy (SFM, often also re-ferred to as Atomic Force Microscopy, AFM) in the contact mode is widely used not only to examine the 3-dimensional surface topography, but also to evaluate mechanical, electric and thermal surface properties [1]. The combination of several materials con-trast techniques often is essential for a clear interpretation [2]. This contribution focuses on the tip-surface interaction due to a high frequency modulated shear deformation, i.e., modulated friction. Lateral modulation of the cantilever was introduced in 1996 by Col-chero et al. [3] for atomic scale imaging; the prevention of stick-slip effects on a polymer surface by lateral vibration under ambient conditions was detected in 1999 by Sturm et al. [4]. Also in 1999 Krotil et al. [15] demonstrated the usefulness of this technique to achieve materials contrasts on delicate polymer surfaces. Latest investigations by So-coliuc et al. [5] in UHV using this concept prove that on the atomic scale friction can be dramatically reduced down to the superlubricity regime. An overview about and deeper insights into lateral modulation techniques can be found in several reviews [6, 7] and references cited therein. |
| Datum | 2007 |
