Pokročilé techniky přípravy vysokorozlišujících STM hrotů

Bc. David Linhart

Bachelor's thesis

Advanced techniques for STM tips preparation

Abstract:

V této bakalářské práci se věnujeme vlivu uživatelem definovaných parametrů na vlastnosti elektrochemicky leptaných STM hrotů. Mezi uživatelem definované parametry patří použité napětí, délka ponořené části leptaného drátu a v našem uspořádání i pohyb drátu během leptání. Vzhledem k tomu, že jsme používali pulzní zdroj napětí, kontrolovali jsme použité napětí pomocí střídy signálu a určením hodnot napětí v aktivní a pasivní části cyklu. Vyleptané hroty byly vyhodnocovány ze SEM fotografií. Určili jsme, že současné vynořovaní produkuje hroty s malými kuželovými úhly a zdá se, že současné zanořovaní produkuje hroty s rychle se zmenšujícím průměrem. Ukázalo se, že kuželový úhel několik μm od vrcholu hrotu koreluje s makroskopickým kuželovým úhlem hrotu. Snížení střídy signálu vyústilo ve snížení poloměru hrotu. Příležitostné zkroucení hrotu je zřejmě mimo jiné způsobeno příliš dlouhou ponořenou částí drátu.

Abstract:

In this thesis, we study effects of user-defined parameters on properties of electrochemically etched STM tips. User-defined parameters include applied voltage, length of immersion of the etched wire into the electrolyte and in our arrangement also motion of the wire during etching. As we used voltage pulses, we were able to control the applied voltage via the duty cycle and by setting of high and low voltage during the cycle. Etched tips were characterized using SEM. We found that simultaneous emersion produces tips with a low cone angle while simultaneous immersion produces tips whose diameter is rapidly narrowing. It turned out that the cone angle a few μm from tip apex correlates with the macroscopic angle of the tip. Lowering the duty cycle resulted in lowering the tip radius. The twisted deformation of the tip seems to appear for etching with a too-long immersed part of the wire.

Keywords

hroty, SPM, STM, AFM, TERS, elektrochemické leptání, 3D tisk, tips, electrochemical etching, 3D print

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 6. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 25. 6. 2020
• Supervisor: Mgr. Dušan Hemzal, Ph.D.
• Reader: Mgr. Filip Münz, PhD.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Physics