全金屬探針讓原子力顯微鏡功力大增
- 上線日期：2009/9/11 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
採用導電針尖(conductive tip)的原子力顯微術(atomic force microscopy, AFM)越來越受到眾人的注目，原因是其應用範圍可從電化學奈米微影術到鐵電(ferroelectric))材料的資料儲存技術。然而，目前導電針尖都是以金屬鍍膜方式製作，如此會衍生兩個主要問題，一是增加針尖的半徑，另一則是成造成元件的壽命較短。如何克服這些問題便成為一個重要的研究課題。
最近加拿大與美國的科學家設計了一種銅-鉿(copper-hafnium)金屬合金薄膜，並針對AFM的針尖應用將其特性最佳化。研究人員先將兩種金屬一起濺鍍成薄膜，接著利用光微影術製作出AFM的針尖圖案。
由於這種合金有玻璃狀微結構(glassy microstructure)，使其同時具備獨特的力學、表面與電特性，因而可以製造出任意大小、形狀的AFM針尖，且這種針尖具備導電及高光學反射的特性。目前製作出的針尖半僅10 nm，與傳統的矽或氮化矽AFM針尖尺寸相去不遠。
在過去，一般認為多晶材料受限於成長時產生的不同梯度應力(differential stress)，會導致捲材料曲，所以無法製造出全金屬的AFM懸臂。但在此研究中，最佳化的銅-鉿合金薄膜由於具有最小梯度應力的特性，因而可以避開之前所遭遇的問題。
研究團隊已經成功利用此世代的AFM針尖展示造影功能，顯示全金屬AFM針尖不僅可行，而且具有許多進階應用的潛力。詳見Nanotechnology 20 345703 (2009)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/40030
譯者:蘇俊鐘(中央研究院應用科學研究中心)
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