Scanning near-field optical microscopy: Probe fabrication and test measurements
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Location:
P1 Ark TF80
P1 Ark TF80
Authors
Date
Major/Subject
Mcode
Tfy-44
Degree programme
Language
en
Pages
68
Series
Abstract
Tämän työn tavoitteena on kehittää optisessa lähikenttämikroskopiassa (SNOM) käytettävien kuitukärkien valmistusprosessi ja käyttää valmistettuja kärkiä testimittauksissa. Testimittausten tavoitteena on osoittaa mittakärkien toimivuus ja esittää kuinka valon aallonpituutta pienempiä rakenteita voidaan tutkia SNOM:lla. Työ tehdään Teknillisen korkeakoulun Materiaalifysiikan laboratoriossa käyttäen mikropipettien vetolaitetta ja Optoelektroniikan laboratorion tyhjöhöyrystyslaitetta. Testimittaukset suoritetaan Materiaalifysiikan laboratoriossa olevalla kaupallisella lähikenttämikroskoopilla. Mikropipettien vetolaitteella vedetään yksimuotoisesta optisesta kuidusta teräviä kärkiä, jotka sen jälkeen päällystetään sivuilta alumiinilla käyttäen tyhjöhöyrystystä. Sopivassa höyrystysgeometriassa kärkeen saadaan jäämään aallonpituutta pienempi aukko, jota voidaan käyttää mittakärkenä siirtämään korkearesoluutioista tietoa tutkittavan pinnan läheisyydestä kaukokenttään. Työssä tutkitaan mahdollisuuksia tarkkaan hallita kuitukärjen muotoa; tämä todetaan erittäin vaikeaksi, jopa mahdottomaksi. Tyhjöhöyrystyksessä kokeillaan kahta erilaista lähdettä ja todetaan, että tehokkaampi elektronisuihkuun perustuva laite ei sovellu mittakärkien valmistamiseen. Heikompitehoisen, resistiiviseen kuumennuksen perustuvan lähteen kanssa toimiva pyörivä kuitupidin suunnitellaan. Lisäksi määritetään sopivat höyrystysparametrit resistiivisen lähteen käyttöön. Valmistettuja mittakärkiä käytetään testimittauksiin kahdella eri näytteellä. Ensimmäinen näyte on metalloitu pintaprofiilihila, jota tutkitaan kolmella erityyppisellä mittakärjellä. Mittaukset suoritetaan sekä itsetehdyillä että myös kaupallisilla päällystetyillä mittakärjillä ja itsetehdyillä päällystämättömillä kärjillä. Päällystetyillä mittakärjillä tehdyt mittaukset osoittavat, että sekä kaupallisilla että itsetehdyillä kärjillä on sama resoluutio. Mittaukset päällystämättömillä kuiduilla kuitenkin viittaavat siihen, että suurin osa päällystetyillä kuiduilla mitatusta rakenteesta on pinnan topografian aiheuttamaa harhaa. Toisena testinäytteenä käytetään GaAs-AlAs kvanttikaivorakennetta, jossa pitäisi esiintyä ainoastaan optinen rakenne ilman topografiaa. Testimittausten mukaan rakenteen pinta ei kuitenkaan ole tässä tasainen. Mittausten perusteella voidaan jälleen todeta, että itsetehtyjen ja kaupallisten mittakärkien tuloksissa ei juuri ole eroja. Lisäksi näillä mittauksilla voidaan osoittaa mahdollisuus tutkia aallonpituutta pienempiä rakenteita suurella tarkkuudella käyttäen optista lähikenttämikroskopiaa.Description
Supervisor
Salomaa, Martti M.Thesis advisor
Aminoff, Carl GustafKaivola, Matti