AFM电场诱导氧化加工中微弱电流的检测

摘要

基于AFM电场诱导氧化机理的研究已发展了十多年,但在实验和理论方面还不完善.本课题对AFM电场诱导氧化加工中探针与样品之间产生的场发射电流进行了理论分析和实验研究,通过实验分析了加工参数对氧化点、氧化线加工过程中检测出的微弱电流的影响.以下是论文的主要研究工作:1.分析了AFM电场诱导氧化的基本理论以及Si表面的电场氧化机理;2.对Multimode SPM进行内部结构分析,构建出一套纳米加工系统,完成点、线结构的加工,同时监测针尖与样品之间产生的微弱电流;3.研究了AFM电场加工过程中出现的隧道效应和场发射效应,为加工过程中微弱电流的检测提供了理论依据;4.通过实验分析了加工参数(主要包括偏置电压和加工脉冲时间)对点的加工过程中微弱电流检测的影响;5.在改变电压施加方式情况下,对点、线加工过程中产生的电流结果进行了细致分析;6.在改变电压施加方式情况下,比较点、线加工过程中所测得的电流最大值与偏压的关系;7.对加工结果提出评价方法并进行误差分析.

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第一章绪论

1.1纳米科技概述

1.2纳米科技的应用

1.3纳米加工技术

1.4本课题的研究现状

1.5本课题的意义和主要研究工作

第二章AFM电场诱导氧化理论

2.1引言

2.2原子力显微镜(AFM)

2.3AFM电场诱导阳极氧化机理

第三章基于AFM的纳米加工系统

3.1DI多功能扫描探针显微镜

3.2纳米加工系统的设计

3.3探针与样品的制备

第四章基于AFM阳极氧化下微弱电流的测量

4.1引言

4.2探针与样品之间的隧道效应和场发射效应

4.3点加工过程中微弱电流的检测

4.4线加工过程中微弱电流的检测

第五章纳米加工系统的初步评价

5.1基于AFM的纳米加工过程的误差分析

5.2影响AFM加工系统的其它因素

5.3AFM加工结构的形状评价

第六章结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和科研情况

致谢