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Die Erfindung betrifft einen Sensor zum berührungslosen Abtasten einer Oberfläche gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, der insbesondere für die kombinierte Rasterkraftmikroskopie, das heißt die Kombination der Rasterkraftmikroskopie mit weiteren lokalen Sondenverfahren, geeignet ist. Ein Beispiel dafür ist die kombinierte Rasterkraft- und Rastertunnelmikroskopie.
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Die Rasterkraftmikroskopie beruht darauf, eine feine Spitze über eine Oberfläche zu rastern (in x- und y-Richtung), dabei durch Regulieren des Abstandes die zwischen Spitze und Oberfläche wirkende Kraft konstant zu halten und aus der Höhen-Bewegung (Bewegung in z-Richtung) der Spitze ein Bild zu gewinnen. Die Bildgebung wird dabei von der Wechselwirkung dieser Spitze mit der Oberfläche bestimmt. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen einem Abbildungsmodus mit repulsiver und attraktiver Wechselwirkung zwischen Spitze und Probe. Nähert man eine Spitze einer Oberfläche, so ist die Kraft zwischen Spitze und Probe zunächst anziehend. Sobald sich Spitze und Probe „berühren”, ist die Kraft abstoßend. Die Rastertunnelmikroskopie funktioniert nach einem analogen Prinzip, ist aber nur mit elektrisch leitfähigen Spitzen und Proben möglich. An Stelle der Kraftwechselwirkung tritt der sogenannte Tunnelstrom (zwischen etwa 100 fA und 1000 nA), der fließt, wenn zwischen Spitze und Probe eine Spannungsdifferenz herrscht und der Abstand zwischen Spitze und Probe sehr klein wird (zwischen ca. 0.2 nm und 2 nm).
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Die Messung dieser Kraft geschieht dadurch, dass die feine Spitze auf einem Federelement bzw. einer Blattfeder montiert ist. Bei der quasistatischen Kraftmikroskopie wird die Biegung der Blattfeder gemessen. Bei der dynamischen Kraftmikroskopie wird der Federbalken in Schwingungen versetzt und eine Bewegungsgröße- wie die Schwingungsamplitude, die Frequenz oder die Phasenänderung des Federbalkens relativ zu einem im wesentlichen sinusförmig verlaufenden Anregungssignal gemessen. Prinzipiell ist die simultane Messung von Kraft (bzw. einer daraus abgeleiteten Größe wie dem Kraftgradienten) möglich, indem sowohl die Auslenkung bzw. eine daraus abgeleitete Größe, als auch der zwischen Spitze und Oberfläche fließende Strom I gemessen wird.
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In 1 ist schematisch ein Sensor für die simultane Tunnel- und Kraftmikroskopie dargestellt. Der Sensor (Federkonstante k) schwingt mit einer Amplitude A. Die ungestörte Resonanzfrequenz beträgt f0 = (k/m*)0.5/2π, welche sich unter dem Einfluss der Spitzen-Probenwechselwirkung zu f = ((k + <kts>)/m*)0.5/2π verändert, mit einer Frequenzänderung Δf = <kts>/(2k)f0, (Gl. 1) wobei m* die effektive Masse des Federbalkens und <kts> die mittlere Kraftgradient der Spitzen-Probenwechselwirkung bedeuten. Diese Frequenzänderung kann zum Abtasten der Oberfläche verwendet werden. Wenn sowohl die Spitze als auch die Probe leitfähig sind, fließt bei angelegter Spannung auch ein Tunnelstrom, der zwar durch die Schwingung moduliert wird, aber dennoch wichtige Informationen über die Probe liefert. Bei metallischen Spitzen und Proben hat der Tunnelkontakt bei einem Spitze-Probenabstand von z einen Widerstand von annähernd 12.9 kΩ × exp(–2z/100 pm). Eine simultane Messung von Kraft und Strom ist wünschenswert, weil damit das Anwendungsspektrum der Rastersondenmikroskopie erweitert wird.
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Piezoelektrische Sensoren wie z. B. der sogenannte qPlus Sensor (s. z. B.
DE 196 33 546 C2 und
F. J. Giessibl, Applied Physics Letters 73, 3956, 1998 und
F. J. Giessibl, Applied Physics Leiters 76, 1470, 2000) oder der sogenannte Nadelsensor (s. z. B.
K. Bartzke et al., International Journal of Optoelectronics 8, Nos. 5/6, 669–676, 1993;
T. An et al. Appl. Phys. Lett. 87, 133114, 2005) bestehen aus einem Quarzbalken, deren Querbiegung (qPlus) oder Längenänderung (Nadelsensor) durch den piezoelektrischen Effekt gemessen wird. Dabei sind an den Quarzbalken seitlich zwei Elektrodenpaare (qPlus) bzw. zwei Einzelelektroden (Nadelsensor) angebracht, auf denen sich bei einer Dehnung der Balken Ladungen ansammeln bzw. bei einer Schwingung ein Wechselstrom erzeugt wird.
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Der qPlus Sensor 10, der in 2 schematisch dargestellt ist, nutzt die Balkenbiegung, wobei ein beweglicher Balken 12 mit einer Spitze 14 ist an einem ruhenden Basisteil 16 angebracht ist. Über den piezoelektrischen Effekt lässt sich die Biegung einfach elektrisch nachweisen. Zwei seitlich bzw. oben und unten angebrachte Elektrodenpaare leiten die elektrischen Ladungen ab, die entstehen wenn der Balken Biegespannungen ausgesetzt ist. Wenn der Balken wie in 2 gezeigt nach unten gebogen wird, herrscht in der oberen Hälfte der Schnittfläche eine Zugspannung, in der unteren eine Druckspannung.
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Die Ausbildung einer Oberflächenladungsdichte σel beim Vorliegen einer mechanischen Spannung σmech bezeichnet man als piezoelektrischen Effekt, deren Größe von folgender Gleichung bestimmt wird: σel = d12σmech. (Gl. 1)
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Die Konstante bezeichnet man als piezoelektrische Kopplungskonstante oder auch. Ladungskonstante, sie beträgt für Quarz etwa 2.3 pC/m. Die mechanischen Spannungen im Balken führen an seiner Oberfläche zu Oberflächenladungen, welche durch geeignete Elektroden aufgesammelt und einem Verstärker zugeführt werden. Die Geometrie dieser Elektroden ist dabei so gewählt, dass für die von der Schwingungsmode vorgegebene Verformung des Sensors eine möglichst hohe Gesamtladung auf den Oberflächenelektroden erzeugt wird; dies ermöglicht ein optimales Signal-Rauschverhältnis bei der Auslenkungsmessung. Die im Wesentlichen zeitlich sinusförmig verlaufende Verformung wird dann in einen sinusförmigen Wechselstrom verwandelt.
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Möchte man nun gleichzeitig mit der Kraftwechselwirkung einen Tunnelstrom messen, so muss die elektrisch leitende Spitze elektrisch kontaktiert werden. Bei einer bekannten Lösung (F. J. Giessibl, Applied Physics Letters 76, 1470, 2000) wird eine Elektrode des Quarzbalkens benutzt, um die Tunnelspannung an die Spitze zu führen. Der Tunnelstrom wird dann von der Probe abgeleitet. Ein Nachteil dabei ist, dass der Tunnelstrom von der Probe abgenommen werden muss und keine galvanische Trennung zwischen Auslenkungssignal und Tunnelstrom möglich ist. Die Probe muss in diesem Fall erdfrei eingebaut werden, dies ist z. B. bei Tieftemperaturmikroskopen nachteilig, weil dort eine gute thermische Ankopplung der Probe an das Kühlbad gewünscht ist und eine gute thermische Anbindung besser erreichbar ist, wenn auch eine elektrische Verbindung besteht (Wiedemann-Franz'sches Gesetz). Außerdem ist die Probe und ihr Halter geometrisch viel größer als die Tunnelspitze, deshalb hat sie auch eine größere elektrische Kapazität gegen Masse (häufig einige zehn Pikofarad). Eine große Kapazität hat wiederum Nachteile, weil die Bandbreite der Tunnelstrommessung verringert wird und ihr Rauschen vergrößert ist.
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DE 195 13 529 A1 bezieht sich auf einen Nadelsensor, welchem auf zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Balkens jeweils eine Erregerelektrode aufgebraucht ist, um den Balken in resonante Schwingung in axialer Richtung zu versetzen. Auf einer der Seitenflächen, die zwischen den mit den Erregerelektroden versehenen Seitenflächen verläuft, ist eine Elektrode aufgebracht, die mit der Spitze verbunden ist, um eine Messung des Tunnelstroms zwischen Spitze und Probenoberfläche zu ermöglichen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sensor zu schaffen, der sowohl für Kraftmikroskopie als auch Tunnelmikroskopie geeignet ist, die oben genannten Nachteile vermeidet und dennoch einfach und kostengünstig herzustellen ist, eine hohe Auflösung im atomaren Bereich erlaubt und zuverlässig im Betrieb ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Sensor gemäß Anspruch 1.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist vorteilhaft, dass dadurch, dass der Balken mit zusätzlich zu den Auslenkungselektroden vorgesehenen Elektroden versehen ist, weitere Funktionen übernommen werden können. Beispielsweise kann die Spitze elektrisch kontaktiert werden, um eine Messung eines zwischen der Spitze und der Oberfläche fließenden Tunnelstroms zu ermöglichen, wobei die Tunnelstromelektrode in einem Bereich des Balkens angeordnet ist, in welchem bei der Schwingung des Balkens eine geringere Menge an Ladung getrennt wird als im Bereich der Auslenkungselektroden, dass Übersprechen von Auslenkungsmessung und Tunnelstrom relativ klein gehalten werden kann, eine galvanische Trennung zwischen Auslenkungssignal und Tunnelstrom ermöglicht wird und die Probe geerdet werden kann; ferner kann der Sensor auf einfache und zuverlässige Weise mit der Tunnelstromelektrode versehen werden, so dass eine einfache Herstellung des Sensors ermöglicht wird. Es wird eine Tunnelstrommessung mit guter Bandbreite und geringem Rauschen ermöglicht. Der erfindungsgemäße Sensor kann nicht nur für die kombinierte Rasterkraft- und Rastertunnelmikroskopie verwendet werden, sondern auch für kombinierte Rasterkraftmikroskopie und Thermometrie, Rasterkraftmikroskopie kombiniert mit lokal hochkomprimiertem Schreiben magnetischer Information, und kombinierte Rasterkraftmikroskopie und Magnetometrie.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Nachfolgend sind Beispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielshaft näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Sensors für simultane Tunnel- und Kraftmikroskopie,
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2 in schematischer Weise eine perspektivische Darstellung eines qPlus-Sensors;
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3 eine schematische Ansicht eines Beispiels einen erfindungsgemäßen Sensors;
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4A–C schematische Querschnittansichten des Sensors von 3 entlang der Linie A-A mit einer (4A), zwei (4B) und vier zusätzlichen Sondenelektroden (4C); und
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5A–C den erfindungsgemäßen Sensor aus 3 mit einer schematischen Darstellung eines Beispiels einer elektrischen Verschaltung mit einem kombinierten Kraft- und Tunnelmikroskopiesensor (5A), einer Ausführung mit integrierter Spitzenheizung bzw. einer Ausführung mit der Möglichkeit, räumlich stark konzentrierte Magnetfelder zu erzeugen (5B), einer Ausführung mit kombiniertem Kraft- und Temperatursensor (5C) und schließlich einer Ausführung mit kombiniertem Kraft- und Hallsensor zur Vermessung von Magnetfeldern (5D).
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In 2 ist ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Sensor 10 gezeigt, der einen schwingungsfähigen Balken 12 aus piezoelektrischem Material aufweist, an dessen freiem Ende eine elektrisch leitende Abtastspitze 14 vorgesehen ist, die sich in transversaler Richtung erstreckt. Der Balken 12 bildet einen freien Schenkel einer U-förmigen Stimmgabelanordnung, während der andere Schenkel 16 zur Befestigung des Sensors 10 an einer Verstelleinheit 18 (siehe 5) dient, mittels welcher der Sensor 10 über die Oberfläche 20 einer Probe 22 bewegt werden kann. Die Einheit 18 weist auch einen Treiber 24 auf, um den Balken 12 bzw. dessen freies Ende mit der Spitze 14 in transversale Schwingung (s. Pfeil 15) zu versetzen.
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Der Balken 12 hat gemäß 4 einen rechteckigen Querschnitt, wobei auf den beiden horizontalen Seitenflächen ein erster Teil 26A bzw. ein zweiter Teil 26B einer ersten Auslenkungselektrode aufgebracht ist, d. h. die beiden Teilelektroden 26A, 26B bilden zusammen die erste Auslenkungselektrode (als vertikale Seitenflächen sind im folgenden diejenigen Seitenflächen des Balkens 12 bezeichnet, die in Schwingungsrichtung des Balkens – d. h. parallel zu der Schwingungsebene – verlaufen, während als horizontale Seitenflächen diejenigen Seitenflächen des Balkens 12 bezeichnet sind, die quer Schwingungsrichtung des Balkens – d. h. senkrecht zu der Schwingungsebene – verlaufen). Auf den beiden vertikalen Seitenflächen sind ein erster Teil 28A bzw. ein zweiter Teil 28B und 28C einer zweiten Auslenkungselektrode aufgebracht, die gegenpolig zu der ersten Auslenkungselektrode geschaltet ist. Der zweite Teil der zweiten Auslenkungselektrode ist dabei in zwei Teile 28B und 28C unterteilt, die in der Mitte zwischen sich einen Bereich freilassen, in welchem eine Tunnelstromelektrode 30A aufgebracht ist. Die Tunnelstromelektrode 30A erstreckt sich dabei in der Mitte mindestens einer der beiden vertikalen Seitenflächen des Balkens 12 in axialer Richtung (auch die Auslenkungselektrodenhälfte 28C könnte grundsätzlich in der Art der Elektrodenhälften 28A und 28B so aufgespalten sein, dass in der Mitte ein Bereich für eine weitere Tunnelstromelektrode 30B frei bleibt, siehe 4B). Weiterhin könnten die Tunnelstromelektroden 30A und 30B weiter aufgespalten sein in vier Elektroden 30A, B, C und D wie in 4C gezeigt.
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Im Beispiel von 3 erstreckt sich die Tunnelstromelektrode 30 in einem Bereich 32 in der Nähe der Spitze 14 über einen größeren Teil der vertikalen Seitenfläche als in dem Bereich weiter entfernt von der Spitze 14, wo die Tunnelstromelektrode 30 zwischen den beiden Auslenkungselektrodenteilen 28B, 28C erstreckt. Die Auslenkungselektrodenteile 28B, 28C (wie auch der andere Teil 28A der zweiten Auslenkungselektrode 28 sowie die Teile 26A, 26B der ersten Auslenkungselektrode 26) erstrecken sich dabei nicht in den spitzennahen Bereich 33, in welchem die vertikale Ausdehnung der Tunnelstromelektrode 30 im spitzennahen Bereich 32 vergrößert ist.
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Die Tunnelstromelektrode 30 erstreckt sich, außer gegebenenfalls in dem spitzennahen Bereich 33, nicht auf den beiden horizontalen Seitenflächen des Balkens, wo die beiden Teile 26A, 26B der ersten Auslenkungselektrode 26 verlaufen. Da sich die Spitze 14 auf der oberen horizontalen Seitenfläche befindet, muss sich die Tunnelstromelektrode 30 in der Nähe der Spitze 14 auch auf die obere horizontale Seitenfläche erstrecken.
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Die beiden Teile 26A, 26B der ersten Auslenkungselektrode 26 erstrecken sich vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Fläche der beiden horizontalen Seitenflächen des Balkens 12 (abgesehen, wie oben erwähnt, vom spitzennahen Bereich), wobei sich die Teile 28A, 28B und 28C der zweiten Auslenkungselektrode 28 vorzugsweise mindestens über die Eckbereiche der beiden vertikalen Seitenflächen des Balkens 12 erstrecken (im Beispiel von 4 erstreckt sich dabei ein Teil 28A der zweiten Auslenkungselektrode im Wesentlichen vollständig über diejenige der beiden vertikalen Seitenflächen des Balkens 12, auf welcher die Tunnelstromelektrode 30 nicht angeordnet ist, wobei dies jedoch, wie oben erwähnt, nicht für den spitzennahen Bereich 33 gelten muss). Bei dem Beispiels gemäß 3 erstreckt sich also die erste Auslenkungselektrode 26A, 26B in axialer Richtung entlang der beiden horizontalen. Seitenflächen des Balkens 12 und die zweite Auslenkungselektrode 28A, 28B, 28C erstreckt sich in axialer Richtung entlang der beiden vertikalen Seitenflächen des Balkens 12, wobei mindestens der Bereich der Tunnelstromelektrode 30 ausgespart bleibt.
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Der Bereich 33 der Balkens 12 nahe der Spitze 14, in welchem die Tunnelstromelektrode 30 die Spitze 14 kontaktiert und welcher von den beiden Auslenkungselektroden freigehalten ist, macht typischerweise nicht mehr als 25% der Länge des Balkens 12 aus. Bei der dynamischen Biegung des Balkens erleidet im Wesentlichen der Balkenbereich hohe mechanische Spannungen, der der Einspannstelle (also dem rechten Bereich in 3 und 5) am nächsten ist. Deshalb reicht es auch völlig aus, wenn die Auslenkungselektroden nur 75% des Abstandsbereiches gemessen von der Einspannstelle überstreichen.
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In 4 ist der Grund für die beschriebene Anordnung der Elektroden 26A, 26B, 28A, 28B, 28C und 30 veranschaulicht. Dabei ist ersichtlich, dass bei einer Biegung des Balkens 12 in transversaler Richtung nach oben bzw. unten aufgrund des piezoelektrischen Effekts eine Ladungstrennung im Wesentlichen in der Nähe der beiden horizontalen Seitenflächen stattfindet: im Beispiel von 4 sammeln sich im Bereich der beiden horizontalen Seitenflächen positive Ladungen 34, während sich an den Ecken der beiden vertikalen Seitenflächen negative Ladungen 36 sammeln. Die positiven Ladungen 34 werden dabei von der ersten Auslenkungselektrode, d. h. von den Elektrodenteilen 26A, 26B, abgegriffen, während die negativen Ladungen von der zweiten Auslenkungselektrode, d. h. von den Elektrodenteilen 28A, 28B, 28C, abgegriffen werden. Im Bereich der Tunnelstromelektrode 30 findet dagegen bei der genannten transversalen Schwingung des Balkens 12 in vertikaler Richtung keine nennenswerte Ladungstrennung statt. Entsprechend ist die Tunnelstromelektrode 30 in einem Bereich des Balkens 12 angeordnet, in welchem bei der Schwingung des Balkens 12 eine geringere Menge an Ladungen getrennt wird als im Bereich des beiden Auslenkungselektroden 26, 28. Vorzugsweise beträgt die bei der Schwingung des Balkens 12 im Bereich der Tunnelstromelektrode 30 getrennte Ladungsmenge nicht mehr als 1/10 der im Bereich der Auslenkungselektroden getrennten Ladungsmenge.
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In 5A ist ein Beispiel für die Beschaltung des Sensors 10 gezeigt, wobei die Probe 20 auf Massepotential gelegt ist. Die Tunnelstromelektrode 30 ist dabei an einen Differenzverstärker 38 angeschlossen, an dessen anderem Eingang die Tunnelspannung VTunnel angelegt ist und der als Ausgangssignal den Tunnelstrom zwischen der Spitze 14 und der Probenoberfläche 20 liefert (genauer gesagt, liefert der Differenzverstärker 38 als Ausgangssignal eine Spannung VTunnelstrom, deren Differenz von der Tunnelspannung dem Tunnelstrom proportional ist). Diese Spannung ist ein Maß für den Abstand zwischen der Spitze 14 und der Probenoberfläche 20.
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Das von der ersten Auslenkungselektrode 26A, 26B abgegriffene. Signal sowie das von der zweiten Auslenkungselektrode 28A, 28B, 28C abgegriffene Signal werden jeweils einem Eingang eines Differenzverstärkers 40 bzw. 42 zugeführt, dessen anderer Eingang auf Massepotential liegt. Das Ausgangssignal der beiden Differenzverstärker 40, 42 wird jeweils einem Eingang eines Differenzverstärkers 44 zugeführt, der als Ausgangssignal eine Spannung VAuslenkung liefert, welche der durch die Information aufgrund der Schwingung des Balkens 12 getrennten Ladungsmenge im Bereich der Auslenkungselektroden 26A, 26B, 28A, 28B, 28C entspricht und somit ein Maß für den Abstand zwischen der Spitze 14 und der Probenoberfläche 22 ist.
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Die beiden Spannungen VTunnelstrom und VAuslenkung stellen somit die von dem Sensor 10 gemessenen Parameter dar, die typischerweise auch beim vertikalen Verstellung der Spitze 14 bzgl. der Probenoberfläche 22 verwendet werden und entsprechend in die Einheit 24 eingespeist werden.
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Bei dem in 5A beschriebenen Beispiel liegt die Probe 20 wie erwähnt auf Massepotential. Alternativ könnte die Probe 20 aber auch auf die Tunnelspannung VTunnel gelegt werden, oder die Tunnelstromelektrode 30 könnte auf Tunnelpotential gelegt werden und der Tunnelstrom könnte von der Probe 20 mittels eines Differenzverstärkers, dessen einer Eingang auf Massepotential gelegt wird und dessen anderer Eingang mit der Probe verbunden wird, abgenommen werden.
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Ebenso ist es möglich, eine der beiden Auslenkungselektroden auf Masse oder ein anderes fixes Potential zu legen und den Auslenkungsstrom nur von einer der Auslenkungselektroden abzunehmen. Grundsätzlich erlaubt die erfindungsgemäße Lösung eine große Flexibilität bei der Zuweisung der Signalpfade.
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In 5B beschriebenen Beispiel weist der Sensor zwei zusätzliche Elektroden 30A und 30B auf, wie es in der Schnittzeichnung 4B gezeigt ist (obschon die Elektroden physikalisch wie in 4B gezeigt auf gegenüberliegenden Seiten des Balken angeordnet sind, sind in der schematischen Seitenansicht von 5B beide Elektroden 30A, 30B sichtbar, um die Verschaltung zu veranschaulichen). Die Spitze 14 besteht hier aus zwei Einzeldrähten 14A und 14B, die am Ende verbunden sind. Über eine Spannungsquelle 46 und einen Schalter 48 lässt sich ein Strom durch die Spitze führen, mit dessen Hilfe die Spitze geheizt und damit beispielsweise gereinigt werden kann. Außerdem ist mit diesem Stromfluss nach dem Ampereschen Gesetz ein Magnetfeld verbunden. Bei einem geringen Drahtdurchmesser von wenigen Nanometern (z. B. durch Verwendung einer Kohlenstoff-Nanoröhre als Spitzendraht) lassen sich damit auch mit kleinen Stromstärken beachtliche magnetische Feldstärken erreichen. Nach dem Heizen der Spitze 14 wird mindestens eine der beiden Elektroden 30A, 30B zur Tunnelstrommessung verwendet.
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5C beschreibt eine andere Beschaltung des Sensors mit zwei zusätzlichen Elektroden (auch hier sind, obschon die Elektroden physikalisch wie in 4B gezeigt auf gegenüberliegenden Seiten des Balken angeordnet sind, in der schematischen Seitenansicht von 5C beide Elektroden 30A, 30B sichtbar, um die Verschaltung zu veranschaulichen). Hier ist die Spitze als Thermoelement ausgeführt, dazu bestehen die beiden Spitzendrähte 14A und 14B aus zwei verschieden Materialien, beispielsweise Chrom und Nickel. Damit ist ein Thermoelement geschaffen, dessen Thermospannung über die beiden Elektroden 30A und 30B abgegriffen und über den Differenzverstärker 50 zu einer Thermospannung verstärkt werden kann.
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5D schließlich zeigt ein Beispiel, in dem alle vier in Schnittzeichnung 4C gezeigten zusätzlichen Elektroden zum Einsatz kommen (auch hier sind, obschon die vier Elektroden physikalisch wie in 4C gezeigt auf gegenüberliegenden Seiten des Balken angeordnet sind, in in der schematischen Seitenansicht von 5D alle vier Elektroden 30A, 30B, 30C, 30D sichtbar, um die Verschaltung zu veranschaulichen). Die Spitze ist hier mit vier Elektroden kontaktiert, auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine Hall-Geometrie als Spitze bilden. Über die Spannungsquelle 46 wird ein Strom über die Elektroden 30B und 30D eingeprägt. Befindet sich die Spitze in einem Magnetfeld, so bildet sich senkrecht zum Stromfluss in der Spitze eine Hallspannung, welche über die Elektroden 30A und 30C abgegriffen und über den Differenzverstärker 50 verstärkt werden kann. Somit können also Magnetfelder mit hoher Ortsauflösung gemessen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19633546 C2 [0005]
- DE 19513529 A1 [0010]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- F. J. Giessibl, Applied Physics Letters 73, 3956, 1998 [0005]
- F. J. Giessibl, Applied Physics Leiters 76, 1470, 2000 [0005]
- K. Bartzke et al., International Journal of Optoelectronics 8, Nos. 5/6, 669–676, 1993 [0005]
- T. An et al. Appl. Phys. Lett. 87, 133114, 2005 [0005]
- F. J. Giessibl, Applied Physics Letters 76, 1470, 2000 [0009]
