Abscheidung und Abbildung von lokalisierten Ladungen auf Isolatoroberflächen mittels eines Kraftmikroskops

Ein Kraftmikroskop wurde in einer neuen Anwendung eingesetzt, um lokalisierten Oberflächenladung auf Isolatoren abzulagern und abzubilden. Die laterale Auflösung für die Abbildung übertrifft die derzeit verfügbaren Techniken. Durch Anlegen von Spannungspulsen an eine geätzte Nickelmikroskopschnittstelle wurden mikrometer große Bereiche von ungefähr 2×10−16 C auf Polymethylmethacrylat- und Einkristall-Saphiroberflächen erstellt. Nach der Ablagerung der Ladung wurden hochkontrastreiche Bilder des geladenen Bereichs als Konturen des konstanten Kraftgradienten erhalten. Der Kontrast wurde beobachtet, dass er über einen Zeitraum von ungefähr 1 h abnimmt, was einen Hinweis auf die Mobilität der Oberflächenladung liefert. Die minimal nachweisbare Oberflächenladung wurde auf etwa 100 Elektronen geschätzt.