电子显微镜铁电薄膜上进行微区的定量量测
信息分类：生命科学资讯 作者:YIYI发布
为感光二极体侦测器的 sensitivity，为探针位移与电偏斜讯号的转换因子
Lateral PFM
若有一极化方向存在为 in-plane 分量(平行于样品表面)的铁电区，藉由
施加垂直于表面的电压，在电场方向上并不会造成压电形变，但会产生剪切应变
(shear strain)于铁电材料中，且会有一沿着极化方向的位移。在压电力显微镜的
测量方式里，由于探针会与样品表面接触，因此会造成探针悬臂前端扭转，藉此
我们可以测量侧向位移。
图 2-3 侦测 in-plane 方向的极化电区[8]
如图 2-3 所示，假设侦测一极化方向为+X 方向的 domain，我们在探针
与下电极之间施加一 Vac 的电压，产生一向下的电场，其效果如图中实线所表示，
表面会有+X 方向的剪切形变，探针悬臂前端也是沿着+X 方向扭转；若我们改变
电压为负值，产生一向上的电场，其效果如图中虚线所表示，表面的剪切形变为
-X 方向，探针悬臂前端也是沿着-X 方向扭转。
压电响应曲线量测
压电力显微镜也可以在铁电薄膜上进行微区的定量量测，因其所使用的导
电探针可视为奈米尺寸的可移动式上电极，可以在铁电薄膜表面上的任一点进行
定点定量量测来获得压电响应曲线；量测方式是将DC电压源与AC电压源串联后
连接至导电探针与下电极，AC电压是用来量测铁电薄膜此区域的压电响应，并
透过逐步地改变DC电压：从0V增加到Vmax，接着降低至Vmin 之后再增加到
Vmax。纪录每个电压值对应的压电响应相位及振幅曲线图，最后将所取得的压
电响应相位及振幅曲线图换算成压电响应讯号曲线图，如图2-4所示。
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