[发明专利]一种表面电势测量方法

摘要

本发明属于材料测试技术领域，更具体的，涉及一种基于开尔文探针力显微镜技术的表面电势测量方法。通过样品校准，标定双谐波开尔文探针力显微镜测试表面电势时电势比例系数，解决了因为该系数不确定导致的表面电势值测量不准确的问题，实现了样品表面电势的可靠快速测量。

主权项

1.一种表面电势测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：测试校准1)将等离子体注入绝缘基底表面，形成长度为L，宽度为W的带状导电区域；用磁控溅射法在带状导电区域宽轴的两侧镀上铂金电极，铂金电极与带状区域为欧姆接触；得到校准样品；2)测试带状区域的表面电阻R，在铂金电极间施加恒定电流I，计算得到样品表面的理论单位电压降ΔV_t＝I*R/L；3)将校准样品固定在开尔文探针力显微镜样品台上，在铂金电极之间施加恒定电流I；同时在导电探针与样品之间加上交流激励电压V_ac，使导电探针及其悬臂发生谐振；4)将探针移动到校准样品带状导电区域上方，设定探针扫描范围后开始扫描，记录初始扫描点为参考点，记录扫描点与参考点的距离a，利用锁相放大器监测探针在一倍频振动时的振幅与相位、二倍频振动时的振幅，并输出到计算机；5)计算扫描点的表面电势其中A_ω、分别是探针在一倍频振动时的振幅及相位、A_2ω是探针在二倍频振动时的振幅，V_ac是导电探针与样品之间加的交流激励电压；记录扫描点表面电势V′_SP与扫描点与参考点的距离a的关系曲线，选择该曲线中的一点计算实际单位压降ΔV_c，实际单位压降ΔV_c等于该点的表面电势V′_SP除以该点距参考点的距离a；计算得到电势比例系数X＝ΔV_t/ΔV_c，标定电势测试公式步骤2：样品测试对测试样品按照步骤1中的3)和4)步骤进行测试，将锁相放大器输出的一倍频振动时的振幅与相位、二倍频振动时的振幅代入标定电势测试公式其中A_ω、分别是探针在一倍频振动时的振幅及相位、A_2ω是探针在二倍频振动时的振幅，V_ac是导电探针与样品之间加的交流激励电压；得到样品表面电势，完成测量。