RU2452934C2 - Method of preparing thin bismuth films on mica for detecting boundaries of units via atomic force microscopy - Google Patents
Method of preparing thin bismuth films on mica for detecting boundaries of units via atomic force microscopy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2452934C2 RU2452934C2 RU2010126883/05A RU2010126883A RU2452934C2 RU 2452934 C2 RU2452934 C2 RU 2452934C2 RU 2010126883/05 A RU2010126883/05 A RU 2010126883/05A RU 2010126883 A RU2010126883 A RU 2010126883A RU 2452934 C2 RU2452934 C2 RU 2452934C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mica
- atomic force
- force microscopy
- films
- units via
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Использование: в физике конденсированного состояния, материаловедении для определения размеров блоков.Usage: in condensed matter physics, materials science to determine the size of blocks.
Сущность изобретения заключается в том, что для выявления межкристаллитных границ тонких пленок висмута на подложках из слюды методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) поверхность образца предварительно декорируется с помощью оксидирования. В качестве декорирующего агента используется кислород. Декорирующее оксидирование проводится при атмосферных условиях в среде воздуха или другой газовой смеси содержащей кислород в количестве около 20% при температуре 5-50°С.The essence of the invention lies in the fact that to identify the intergranular boundaries of thin bismuth films on mica substrates by atomic force microscopy (AFM), the surface of the sample is pre-decorated using oxidation. Oxygen is used as a decorating agent. Decorating oxidation is carried out under atmospheric conditions in an atmosphere of air or another gas mixture containing oxygen in an amount of about 20% at a temperature of 5-50 ° C.
Технический результат - с помощью предложенного способа осуществляется выявление межкристаллитных границ и определение размеров кристаллитов субмикронных пленок в отличие от существующих аналогов.EFFECT: using the proposed method, the intergranular boundaries are detected and the crystallite sizes of submicron films are determined in contrast to existing analogues.
Изобретение относится к материаловедению, а именно к методам исследования структуры.The invention relates to materials science, and in particular to methods for studying the structure.
Известны способы для выявления межкристаллитных границ пленок висмута на слюде, основанные на предварительном препарировании образца с помощью избирательного химического травления [1] и последующим исследовании рельефа поверхности на микроскопе. Другим способом определения размеров кристаллитов является анализ уширения линий на рентгенограммах [2]. Недостатком метода является его косвенный характер и возможность систематических ошибок, связанных с влиянием ряда других факторов (микронапряжения в образце, инструментальное уширение и т.д.)Known methods for detecting the intergranular boundaries of bismuth films on mica, based on preliminary preparation of the sample using selective chemical etching [1] and the subsequent study of the surface topography under a microscope. Another way to determine crystallite sizes is to analyze line broadening in X-ray diffraction patterns [2]. The disadvantage of this method is its indirect nature and the possibility of systematic errors associated with the influence of a number of other factors (microstresses in the sample, instrumental broadening, etc.)
Наиболее близким из известных способов является использование избирательного химического травления. В качестве травителя для висмута используют разбавленный водный раствор смеси кислот уксусной (6 частей) и азотной (7 частей). Травление проводят в течение 2-20 секунд [1].The closest known method is the use of selective chemical etching. As an etchant for bismuth, a dilute aqueous solution of a mixture of acetic acids (6 parts) and nitric (7 parts) is used. Etching is carried out for 2-20 seconds [1].
Недостатком метода является его разрушающий характер, сложность подбора режима травления и проблематичность использования для пленок субмикронных толщин.The disadvantage of this method is its destructive nature, the complexity of the etching mode selection and the difficulty of using submicron thicknesses for films.
Цель изобретения: выявление в пленках висмута на слюде границ блоков методом АСМ для определения их размеров.The purpose of the invention: the detection in the films of bismuth on the mica of the boundaries of the blocks by the AFM method to determine their size.
Поставленная цель достигается путем предварительного препарирования образца декорированием границ блоков с помощью оксидирования.The goal is achieved by preliminary preparation of the sample by decorating the boundaries of the blocks using oxidation.
Технологические параметры проведения процесса оксидирования: оксидирование производится при атмосферных условиях в среде воздуха или другой газовой смеси, содержащей кислород в количестве около 20% при температуре 5-50°С.Technological parameters of the oxidation process: oxidation is performed under atmospheric conditions in an atmosphere of air or other gas mixture containing oxygen in an amount of about 20% at a temperature of 5-50 ° C.
Минимальное время, необходимое для декорирования, линейно зависит от толщины пленки и составляет около 1 суток на 8 нм толщины. Длительное нахождение пленки висмута в декорирующей среде приводит к более равномерному покрытию оксидом поверхности пленки висмута, что затрудняет выявление границ кристаллитов методом АСМ.The minimum time required for decoration linearly depends on the film thickness and is about 1 day at 8 nm thickness. The long-term presence of a bismuth film in a decorating medium leads to a more uniform oxide coating of the surface of the bismuth film, which complicates the detection of crystallite boundaries by the AFM method.
Для выявления межкристаллитных границ после оксидирования исследование структуры поверхности пленки следует проводить методом атомно-силовой микроскопии с помощью атомно-силового или сканирующего зондового микроскопа, с чувствительностью не хуже 0,5 нм по высоте и разрешающей способностью не хуже 50 нм в плоскости «XY». После проведенного оксидирования поверхность пленки висмута приобретает дополнительную текстуру в виде замкнутых линий неправильной формы высотой несколько нанометров и шириной около 50 нм (фигура 1), в отличие от поверхности первоначально взятой пленки до проведения оксидирования (фигура 2), что отражается на АСМ-изображениях этих поверхностей.To identify the intergranular boundaries after oxidation, the study of the surface structure of the film should be carried out by atomic force microscopy using an atomic force or scanning probe microscope, with a sensitivity of no worse than 0.5 nm in height and a resolution of no worse than 50 nm in the XY plane. After the oxidation, the surface of the bismuth film acquires an additional texture in the form of closed lines of irregular shape several nanometers high and about 50 nm wide (figure 1), in contrast to the surface of the originally taken film before oxidation (figure 2), which is reflected in the AFM images of these surfaces.
Предложенный способ препарирования образцов может использоваться для других материалов с соответствующим подбором атмосферы и режима декорирования.The proposed method for the preparation of samples can be used for other materials with appropriate selection of the atmosphere and decoration mode.
Перечень фигурList of figures
Фигура 1: На фигуре представлено АСМ-изображение поверхности пленки висмута на слюде, подвергнутой декорированию с помощью оксидирования. Стрелками показаны примеры декорированных границ кристаллитов.Figure 1: The figure shows an AFM image of the surface of a bismuth film on a mica subjected to oxidation dressing. Arrows show examples of decorated crystallite boundaries.
Фигура 2: На фигуре представлено АСМ-изображение поверхности пленки висмута на слюде, оксидированию не подвергавшейся.Figure 2: The figure shows an AFM image of the surface of the bismuth film on mica, not subjected to oxidation.
ЛитератураLiterature
1. Михайличенко Т.В. Условия получения и электрические свойства пленок Висмута: Дис.…канд.физ. - мат.наук. Ленинград, 1973, 135 с.1. Mikhaylichenko T.V. Production Conditions and Electrical Properties of Bismuth Films: Dis .... Cand. - math. Leningrad, 1973, 135 p.
2. Шаренкова Н.В. Влияние структурных особенностей на физические свойства редкоземельных полупроводников на основе сульфида самария: Автореферат дис.…канд. физ.-мат. наук. Санкт-Петербург, 2009, 16 с.2. Sharenkova N.V. The influence of structural features on the physical properties of rare-earth semiconductors based on samarium sulfide: Abstract of thesis ... cand. Phys.-Math. sciences. St. Petersburg, 2009, 16 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010126883/05A RU2452934C2 (en) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Method of preparing thin bismuth films on mica for detecting boundaries of units via atomic force microscopy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010126883/05A RU2452934C2 (en) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Method of preparing thin bismuth films on mica for detecting boundaries of units via atomic force microscopy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010126883A RU2010126883A (en) | 2012-01-10 |
RU2452934C2 true RU2452934C2 (en) | 2012-06-10 |
Family
ID=45783387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010126883/05A RU2452934C2 (en) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Method of preparing thin bismuth films on mica for detecting boundaries of units via atomic force microscopy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2452934C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU842463A1 (en) * | 1978-10-13 | 1981-06-30 | Предприятие П/Я А-3697 | Method of beryllium and beryllium-based alloy surface preparation to reveal their stricture |
RU2175761C2 (en) * | 1999-06-08 | 2001-11-10 | Государственный научно-исследовательский институт физических проблем им. Ф.В. Лукина | Method for measuring surface relief by means of scanning probe type microscope |
CN101581640A (en) * | 2009-06-24 | 2009-11-18 | 中国铝业股份有限公司 | Method for preparing magnesium alloy transmission electron microscope sample |
-
2010
- 2010-06-30 RU RU2010126883/05A patent/RU2452934C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU842463A1 (en) * | 1978-10-13 | 1981-06-30 | Предприятие П/Я А-3697 | Method of beryllium and beryllium-based alloy surface preparation to reveal their stricture |
RU2175761C2 (en) * | 1999-06-08 | 2001-11-10 | Государственный научно-исследовательский институт физических проблем им. Ф.В. Лукина | Method for measuring surface relief by means of scanning probe type microscope |
CN101581640A (en) * | 2009-06-24 | 2009-11-18 | 中国铝业股份有限公司 | Method for preparing magnesium alloy transmission electron microscope sample |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ШАРЕНКОВА Н.В. Влияние структурных особенностей на физические свойства редкоземельных полупроводников на основе сульфида самария. Автореферат дисс. канд. физ.-мат. наук. - СПб., 2006, 19 с. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010126883A (en) | 2012-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cagliani et al. | Large-area nanopatterned graphene for ultrasensitive gas sensing | |
Gianola et al. | Stress-assisted discontinuous grain growth and its effect on the deformation behavior of nanocrystalline aluminum thin films | |
Morris et al. | Humidity-dependent surface tension measurements of individual inorganic and organic submicrometre liquid particles | |
Losurdo et al. | Spectroscopic ellipsometry and polarimetry for materials and systems analysis at the nanometer scale: state-of-the-art, potential, and perspectives | |
Buvailo et al. | TiO2/LiCl-based nanostructured thin film for humidity sensor applications | |
Lützenkirchen et al. | The surface chemistry of sapphire-c: A literature review and a study on various factors influencing its IEP | |
Efremov et al. | Glass transition in thin supported polystyrene films probed by temperature-modulated ellipsometry in vacuum | |
Zheng et al. | Chemically alternating Langmuir-Blodgett thin films as a model for molecular depth profiling by mass spectrometry | |
León et al. | Formation of copper oxide surface structures via pulse injection of air onto Cu (111) surfaces | |
Niu et al. | Controlling the physics and chemistry of binary and ternary praseodymium and cerium oxide systems | |
Yang et al. | The unusual surface chemistry of α-Al 2 O 3 (0001) | |
Kikuchi et al. | Chemically cleaned InP (100) surfaces in aqueous HF solutions | |
Emel’Yanenko et al. | Analysis of wetting as an efficient method for studying the characteristics of coatings and surfaces and the processes that occur on them: A review | |
Götzen et al. | Rapid preparation of highly ordered ultraflat ZnO surfaces | |
RU2452934C2 (en) | Method of preparing thin bismuth films on mica for detecting boundaries of units via atomic force microscopy | |
Taysioglu et al. | GMI effect in CuO coated Co-based amorphous ribbons | |
Lahiri et al. | Modification of active sites on YSZ (111) by yttria segregation | |
Pustelny et al. | The sensibility of resistance sensor structures with graphene to the action of selected gaseous media | |
Wada et al. | Characterization of local hydrophobicity on sapphire (0001) surfaces in aqueous environment by colloidal probe atomic force microscopy | |
Kumar et al. | Mechanical characterization of aluminum doped zinc oxide (Al: ZnO) nanorods prepared by sol–gel method | |
Jinkins et al. | Examination of humidity effects on measured thickness and interfacial phenomena of exfoliated graphene on silicon dioxide via amplitude modulation atomic force microscopy | |
Queraltó et al. | Orientation symmetry breaking in self-assembled Ce 1− x Gd x O 2− y nanowires derived from chemical solutions | |
US10746635B2 (en) | Method and apparatus for inspecting process solution, and sample preparation apparatus in inspection | |
Lieberzeit et al. | Molecular Imprinting on the Nanoscale–Rapid Detection of Ag Nanoparticles by QCM Sensors | |
Onishi et al. | Novel tip shape reconstruction method for restoration of AFM topography images using nano-structures with given shapes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170701 |