AFM 材料期刊俱乐部

用于面间诊断的高峰力 AFM 技术

由李德 Y. 李丽秋、李磊和浩路

科学报告, 2017, 7, 9673

复杂的材料系统具有不同域或阶段之间的接口集合。这些接口的本地机械、电气和化学特性对于系统级性能至关重要。对于指导实际系统设计,非常需要局部有害面效应的诊断和分割。当需要测量具有非侵入性、信息丰富且真正局部性时,电子显微镜、模拟和微缩进等传统方法都有已知的局限性。

在这项研究中,作者采用 PeakForce 攻丝 AFM 技术对不同的材料系统进行全面的面面诊断,例如,传统的 2507 双面不锈钢 (DSS)、Fe-45Cr-5C 铸铁和 TiC/Co 复合材料。峰值力攻丝AFM模式允许快速捕获定量纳米机械数据。它通过各种纳米电模式无缝结合,用于同时研究电气性能。对于本工作中的面间诊断,使用峰值力-开尔文探针力显微镜 (KPFM) 和磁力显微镜 (MFM) 建立机电相关。稳定的接口通常具有高电子工作函数 (EWF)。有趣的是,作者还证明,两个相域之间界面的 EWF 梯度是材料稳定性的有效指标,其中强接口的梯度较低,而弱界面则显示 EWF 的陡峭甚至突然变化。通过分析不同的金属-金属和金属-陶瓷界面,证实了这种方法的有效性。这项工作为面间诊断提供了一种非侵入性、信息丰富且真正本地的方法,有助于指导复杂材料系统的实际设计。