掃描顯微鏡SPM簡介,以磁力量測電子結構
掃描探針顯微鏡SPM的技術仍在不斷延伸中:
自掃描探針顯微鏡SPM發明后﹐各式的掃描探針顯微技術亦蓬勃發展起來﹐
廠商不斷開發具有特定用途的顯微技術﹐
例如在探針上一層磁性材料﹐以磁力顯微術(MFM)來量測電子結構﹔
其他的后續研發尚包括﹕磨擦力顯微術(FFM)、靜電力顯微術(EFM)、近場光學顯微術(SNOM或NSOM)、
及磁力共振顯微術(Magnetic Resonance Force Microscopes,MRFM)等。
這些顯微術均是藉偵測微小探針與樣品表面間的交互作用力﹐如﹕穿隧電流、原子力、磁力、近場電磁波、
核子磁性動能(nuclear magnetic moments)等來描述樣品表面之特性﹐均可應用于記錄資料。
目前﹐STM與AFM為顯微技術領域中較成熟之產品﹐
掃描探針顯微鏡SPM等探針型儲存技術將促進超高密度儲存系統之發展﹕
利用探針型顯微術記錄資料﹐選擇不同交互作用方式會影響資料密度﹐
因此各國研究單位均投入大量的R&D﹐希望利用探針微小的尖端儲存資料﹐
以期把儲存系統的密度推進到原子級的世界。
各探針型儲存技術之方法與記錄密度﹕
掃描探針顯微鏡SPM技術將朝更高解析系統發展﹕
目前﹐掃描探針顯微鏡SPM在作為晶圓檢測工具時﹐可提供達到水平或垂直尺寸(dimension)1nm之解析度﹔
IBM一直致力于這方面的研發﹐希望能將掃描探針顯微鏡SPM解析度提高到2pm。
此外﹐藉助電腦影像法則(algorithms)亦可改善解析度之表現。
掃描探針顯微鏡SPM的功能績效愈來愈強﹕
AFM技術不論是在懸樑尖端(cantilever tips)之制造﹐或是在探針尖端與樣品間定位技術方面﹐均有長足的進步。
這些技術的改善﹐令工程師能更輕易地量測樣品的3-D結構﹐從而使制程品質得以持續地精進。
掃描探針顯微鏡SPM在生物材料方面之應用深具潛力﹕
掃描探針顯微鏡SPM用在分子奈米技術之研究上﹐特別注重可用來控制化學交互作用的反應尖端(reactive tips)之特性。
藉著探針尖端的適當組合﹐研究者可促成分子達到所設計的化學結合(chemical bonding)。
它的較終目標是要建造一個一般用途的握爪(gripper)或接受器(receptor)﹐當微小尖端安置在顯微探針上時﹐
這個握爪或接受器可以依不同的反應選取不同的探針尖端﹐使這套系統就如標準化的chuck一樣。
這項技術的研發成功﹐將使奈米技術應用在生物材料(biological materials)之市場潛力無窮。
