SKPスキャニングケルビンプローブ顕微鏡

このケルビンプローブ実験では非破壊方式を利用して、プローブ及びサンプル間の相対的な仕事関数の差異を判定します。仕事関数は導体表面の電子を遊離させるのに必要なエネルギーを記述し、電気化学者はしばしばこれを電極のフェルミ準位の差異、電子の平均エネルギー、及び真空の平均エネルギーとして解釈します。

金属マイクロプローブは、サンプル表面に近い場所にあります(100ミクロン単位)。マイクロプローブ及びサンプルが異なる金属である場合、両者の電子間でのエネルギー差が生じます。ミクロプローブはサンプルに対しシステム内の内部電子から電気的にショートします。結果として、片方の金属はその表面で正の電荷を形成し、他方の金属はその表面に負の電荷を形成します。プローブ及びサンプルは誘電体(大気)により分離されるため、コンデンサが形成されます。従って、このプローブは振動し、「裏付けとなる電位」又は「ゼロとなる電位」は、このキャパシタンスを最小化するように十分適用されています。キャパシタンスがゼロとなる適用電圧で、最初の状態が達成されます。この値は記録され、図示されています。

実験は通常周辺のガス条件で実施されますが、複数の公開例では加湿された環境を利用しています。基礎となる導電サンプルに有機被膜又は塗装を行うことができます。

また、この相対仕事関数はEcorr値に相関する場合があります。

弊社のSKPは地形モードで動作することもできます。接続又はプローブを変更することなく、基準電圧をサンプルに適用します。この基準電圧によりサンプル表面を均一にします。キャパシタンスの変化は、変化するプレート分離により生じます(コンデンサの方程式による)。

この情報は2通りに利用することができます。較正係数を利用して、プローブをサンプルからの既知の距離に置きます。

定距離モードSKPでさらに利用するため地形をマップを作成します。特にこれは溶接又は複雑な地形のその他サンプルの研究に役立ちます。