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1. WO2011026464 - METHOD FOR MEASURING THE FORCE INTERACTION THAT IS CAUSED BY A SAMPLE

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ DE ]

Patentansprüche

1. Verfahren zur Messung der Kraftwechselwirkung, welche durch eine Probe hervorgerufen wird, wobei eine Spitze mit einer Biasspannung gegen die Probe beaufschlagt und in einem so geringen Abstand zu der Probe geführt wird, dass ein messbarer Strom zwischen der Spitze und der Probe fließt und ein Sensor und Signalwandler S gebildet und im Bereich der Kraftwechselwirkung eingesetzt wird, der den durch den Spitze-Probe- Kontakt fließenden Strom in Abhängigkeit von der Stärke der Kraftwechselwirkung verändert.

2. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Spitze in einem Rastertunnelmikroskop an die Probe geführt wird und der Strom durch den Spitze-Probe-Kontakt gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Spitze und die Probe koplanar auf einem Substrat angeordnet werden.

4. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Spitze zu der Probe geführt wird, indem die Durchbiegung des Substrats aus seiner Ebene heraus verändert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Spitze in einem Bruchkontakt zu der Probe geführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Sensor und Signalwandler S gebildet wird, der zumindest einen Teil des Stroms zwischen Spitze und Probe trägt und dessen Leitwert durch die Kraftwechselwirkung veränderlich ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Leitwert durch Änderung des effektiven Abstands des Sensors zur Probe verändert wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Sensor und Signalwandler S gebildet wird, der als Funktion der Kraftwechselwirkung den Leitwert des Spitze-Probe-Kontaktes verändert.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Tunnelkontakt zwischen der Spitze und der Probe hergestellt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Strom, der Leitwert und / oder der differentielle Leitwert in Abhängigkeit des Abstands zwischen der Spitze und der Probe gemessen wird bzw. werden.

1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Messung der Kraftwechselwirkung ausgewertet wird, inwieweit die Abhängigkeit des Stroms, des Leitwerts und / oder des differentiellen Leitwerts vom Abstand zwischen Spitze und Probe von der Exponentialform abweicht.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Abhängigkeit des Stroms, des Leitwerts und / oder des differentiellen Leitwerts von der Biasspannung gemessen wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Durchgriff einer Veränderung der Kraftwechselwirkung auf den Einfluss des Sensor und Signalwandler S auf den Stromfluss über die Biasspannung eingestellt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die aus der Kraftwechselwirkung resultierende Veränderung des Stroms, des Leitwerts und / oder des differentiellen Leitwerts als Differenz dieser Messgrößen bei verschiedenen Biasspannungen gemessen wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Kraftwechselwirkung gemessen wird, nachdem sich in dem Spitze und Probe umfassenden Stromkreis symmetrisch um die Biasspannung Null für mindestens ein Biasspan- nungspaar aus einem positiven und einem negativen Wert ein Maximum oder ein Minimum im differentiellen Leitwert eingestellt hat.

16. Verfahren nach einem der vorhergehendem Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

vor der Messung der Kraftwechselwirkung eine Biasspannung mit einem Betrag von 100 mV oder weniger gewählt wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

während der Messung der Kraftwechselwirkung eine Biasspannung mit einem Betrag von 40mV oder weniger, bevorzugt mit einem Betrag von 10 mV, oder 5 mV, oder 1 mV oder weniger, gewählt wird.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Sensor und Signalwandler S an der Spitze und / oder an der Probe durch Adsorption, Kondensation und / oder Resublimation gebildet wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Sensor und Signalwandler S gebildet wird, der mindestens ein aus zwei Atomen bestehendes Molekül umfasst.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Sensor und Signalwandler S gebildet wird, der mindestens ein Atom oder Molekül mit einer geschlossenen Schale umfasst.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Sensor und Signalwandler S aus Wasserstoff (H2) oder Deuterium (D2) oder CO oder einem anderen leichten Gas, wie z. B. Helium, gebildet wird.

22. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Sensor und Signalwandler S aus einem Gas gebildet wird, welches zur Spitze und/oder zur Probe geführt wird, während diese kälter ist als die Kondensations-, Ad- sorptions- und / oder Resublimationstemperatur des Gases.

23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Sensor und Signalwandler S durch Physisorption gebildet wird.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Sensor und Signalwandler S mit Kompressibilität gebildet wird.

25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Sensor und Signalwandler S hohe Nullpunktschwingung ausführt.

26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Sensor und Signalwandler S selbstjustierend gebildet wird.

27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

einer oder mehrere der vorherigen Schritte an lateral verschiedenen Positionen der Probe zur Erstellung von Kraftwechselwirkungskarten wiederholt wird bzw. werden.

28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die atomar-geometrische, chemische Struktur der Probe und / oder intermolekulare Bindungen nachgewiesen werden.

29. Rastertunnelmikxoskop umfassend eine Spitze, welche mit einer Biasspannung gegen eine zu untersuchende Probe beaufschlagt und in einen so geringen Abstand zu der Probe geführt werden kann, dass ein Strom zwischen der Spitze und der Probe fließen kann, dadurch gekennzeichnet, dass

das Rastertunnelmikroskop einen Sensor und Signalwandler S für eine durch eine Probe hervorgerufene Kraftwechselwirkung umfasst.

30. Rastertunnelmikroskop nach vorhergehendem Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Sensor und Signalwandler S einen Teil des durch den Spitze-Probe-Kontakts fließenden Strom in Abhängigkeit von der Kraftwechselwirkung verändert.

31. Rastertunnelmikroskop nach vorhergehendem Anspruch 29 oder 30,

mit einem Sensor und Signalwandler S, welcher an der Spitze und / oder der Probe adsorbiert, kondensiert und / oder resublimiert ist.

32. Rastertunnelmikroskop nach Anspruch 29 bis 31

mit einer Zuleitung, insbesondere in Form einer Kapillare, in den Spitze-Probe-Kontakt, insbesondere in den unmittelbaren Spitze-Probe-Kontakt.