Objemová struktura
Analýza složení vzorku, nebo alespoň některých jeho fyzikálních vlastností, která by se neomezovala
na povrch, ale byla provedena v celém objemu, je snem nejen metrologů, ale i mnoha vědců v oboru fyziky, chemie a materiálového
inženýrství. Metody pro nedestruktivní analýzu v objemu jsou však zatím velmi málo rozvinuté a je otázkou, zda můžeme v nejbližší
době očekávat v jejich vývoji nějaký dramatický obrat.
Pokud se zajímáme o chemické složení, je možné využít metody destruktivní, založené na elektronové
mikroskopii, opracování vzorku iontovým svazkem a podobné techniky, které nám umožní regulovaně vzorek odprašovat za
současného zkoumání chemických vlastností odprašovaných částic, například hmotnostním spektrometrem.
V oblasti nedestruktivních metod založených na rastrovací sondové mikroskopii je situace
podstatně složitější. Existuje několik metod, které 3D analýzu v principu umožňují, například na základě lokální magnetické rezonance
nebo na základě šíření tepla z nestacionárního zdroje. Jedná se ale vždy o složité experimenty vyžadující jak velmi
specializované přístrojové vybavení, tak velmi náročné zpracování naměřených dat.
Pokud se spokojíme jen s některými fyzikálními veličinami, můžeme použít i metody nedestruktivní,
podle toho, co nám vzorek umožňuje. V průhledných vzorcích můžeme sledovat vnitřní strukturu opticky. Příkladem je
zde uvedené měření lokální reflexe pomocí rastrovacího optického mikroskopu v blízkém poli (SNOM), kde můžeme pozorovat
interferenci mezi delaminovanou tenkou vrstvou diamantu podobné uhlíkové vrstvy a substrátem.
Taková optická data je možné interpretovat postupy známými z reflektometrie a je tak možné lokálně určit například
index lomu; v ideálním případě bychom tedy mohli systém považovat za multivrstvu a analyzovat její lokální vlastnosti.
Je patrné, že i když by se v tomto případě jednalo o měření v objemu, nemůžeme takový postup považovat za univerzální
metodu analýzy objemových vlastností vzorku.
|
 |
| SNOM snímek delaminované vrstvy |
Z pohledu metrologie čeká metody 3D analýzy ještě dlouhá cesta, nejblíže ke kvantitativním měřením
jsou metody destruktivní, pracující na bázi elektronové mikroskopie.
Na našem oddělení se zabýváme otázkami objemové rekonstrukce dat z optických
a termálních SPM metod; objemové jevy a jejich vliv na výsledky měření pomocí SPM technik
se snažíme modelovat pomocí metody konečných prvků a metody FDTD.
|
