HD KPFM

Метод Зонда Кельвина(МЗК)
позволяет изучать распределение поверхностного потенциала по образцу. Для этого в процессе сканирования необходимо поддерживать амплитуду колебаний зонда, раскачиваемого электрическим полем на частоте своего механического резонанса, равной нулю, путем изменения постоянного напряжения смещения U₀.

При работе по МЗК значение переменной составляющей напряжения смещения U₁•sin(ωt) должно быть достаточно большим для возбуждения колебаний зонда. Частота переменного электрического поля выбирается равной резонансной частоте зондового датчика.

Если при каком-то значении постоянного напряжения амплитуда колебаний становится равной нулю, значит это напряжение U₀ равно поверхностному потенциалу в этой точке. Для исключения влияния рельефа поверхности на результаты исследования используется двухпроходная методика.

В процессе сканирования производится следующая процедура. На первом проходе сканируемой строки определяется рельеф по методу АМ-АСМ.

На втором проходе зонд отводится от поверхности образца на расстояние dZ. На зонд подается переменное напряжение U₁•sin(ωt), раскачивающее зонд на частоте ω, равной резонансной частоте зонда. Амплитуда колебания зонда поддерживается равной нулю путем изменения величины постоянного напряжения смещения U₀(x,y) сиспользованием обратной связи. Зондовый датчик движется над поверхностью по траектории, повторяющей рельеф образца (Рис.2-2).

На рисунках ниже приведены сканированные изображение поверхности интегральной схемы. Слева представлен рельеф поверхности, справа - отображение распределения z-составляющей градиента поверхностного потенциала по образцу.