導(dǎo)電原子力顯微鏡(CAFM)是傳統(tǒng)原子力顯微鏡的衍生物，除了力敏感器和力探測器，掃描所用的針尖是導(dǎo)電的，附加一個(gè)靈敏電流表。導(dǎo)電原子力顯微鏡在獲取樣品表面形貌信息的同時(shí)，可以獲得和形貌一一對(duì)應(yīng)的局域電導(dǎo)信息。

導(dǎo)電原子力顯微鏡簡介

　　自應(yīng)用以來，導(dǎo)電原子力顯微鏡主要用來對(duì)電學(xué)傳輸性質(zhì)各向異性的固體材料進(jìn)行研究。早期實(shí)驗(yàn)，人們使用簡陋自制電流測量裝置或c-v放大器來獲得表面電流密度譜?，F(xiàn)在，大多數(shù)原子力顯微鏡制造者提供可以執(zhí)行導(dǎo)電原子力顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)模塊和配件。但是由于針尖的形狀難以進(jìn)行較逼真的模擬，樣品表面功函數(shù)的不一致等因素的存在導(dǎo)致了這方面理論研究甚少。

　　隨著材料科學(xué)工藝的發(fā)展和人們對(duì)微觀領(lǐng)域的掌控能力的進(jìn)步，作為表面分析技術(shù)的一種，導(dǎo)電原子力顯微鏡越來越多的被廣泛用于各個(gè)方面，如：半導(dǎo)體材料，薄膜生長形成的位錯(cuò)，載流子截面，電荷注入，納米碳管的電荷傳輸性質(zhì)，硅晶體生長控制等。

導(dǎo)電原子力顯微鏡研究量子結(jié)構(gòu)電學(xué)性質(zhì)

　　自組織生長鍺量子點(diǎn)由于其在低維光電子器件中廣泛的運(yùn)用前景，吸引了世人的注目。對(duì)鍺量子點(diǎn)的內(nèi)組分的充分理解和掌握是非常重要的，因?yàn)槿魏卧谒鈱W(xué)電學(xué)性質(zhì)方面的預(yù)測必須建立在對(duì)以有的物理實(shí)體模型有充分的認(rèn)識(shí)和控制。只有當(dāng)量子點(diǎn)組分分布得到精確的分析和了解，人們在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的模型計(jì)算才是可信易操作的，對(duì)繼續(xù)完善更新低維量子結(jié)構(gòu)理論，對(duì)理論更好的和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)都很重要。

　　很多科學(xué)工作者使用不同的分析方法對(duì)自組織鍺量子點(diǎn)的組分截面分布進(jìn)行了研究，如X射線衍射，腐蝕，X射線光電子能譜，截面透射電子顯微鏡等。但是，這些技術(shù)存在著缺點(diǎn)，大部分都是對(duì)大面積范圍內(nèi)量子點(diǎn)作為一個(gè)整體的取其平均信號(hào)，或者對(duì)樣品造成了不可修復(fù)的損害;因此，導(dǎo)電原子力顯微鏡作為一種無損檢測手段，人們利用其在納米范圍對(duì)不同單個(gè)量子點(diǎn)研究的優(yōu)越性，它已經(jīng)開始被注意并逐步投入應(yīng)用。

　　浸潤層(大約6～7個(gè)原子層的Ge)很薄，和被覆蓋的緩沖層中的幾個(gè)原子層的Si在空氣中很容易被氧化，表現(xiàn)出來的特性和氧化了的Si表面接近。在已經(jīng)氧化了的Si表面，由于表面態(tài)密度的存在，費(fèi)米能級(jí)被釘扎在禁帶中，導(dǎo)致表面電荷耗盡層的存在。當(dāng)一個(gè)很小的金屬針尖與之接觸的時(shí)候，就形成了一個(gè)納米量級(jí)的針尖接觸肖特基二極管。常規(guī)的肖特基二極管在一個(gè)電極加上電壓之后，很容易產(chǎn)生正向?qū)娏?而當(dāng)樣品被加正電壓時(shí)，電荷耗盡層并沒有消失，被接觸區(qū)域外部的勢壘屏蔽了。

　　量子點(diǎn)中電流的傳輸過程就不一樣了。由于Si和Ge之間的禁帶寬度的不同，耗盡層勢壘在Si緩沖層和Ge量子點(diǎn)界面處存在，可以視為一個(gè)異質(zhì)結(jié)。當(dāng)正電壓加在樣品的時(shí)候，空穴從Si緩沖層到界面處，通過Ge量子點(diǎn)，Z后流向針尖。從樣品到針尖的途徑中，電阻主要來自于異質(zhì)結(jié)勢壘區(qū)，量子點(diǎn)扮演的是一個(gè)微型電極的角色，可以忽略不計(jì)。表面態(tài)所引起的屏蔽效應(yīng)由于微型電極的存在而失去了作用。因此，量子點(diǎn)比點(diǎn)周圍的浸潤層更容易導(dǎo)電;點(diǎn)越大，電極越大，導(dǎo)電效果越好，所以大量子點(diǎn)比小量子點(diǎn)更容易導(dǎo)電。

影響導(dǎo)電原子力顯微鏡真實(shí)形貌的因素

　　導(dǎo)電原子力顯微鏡得到的表面形貌往往和實(shí)際的形貌還是有一定的差距，原因有很多：

　?、籴樇獗旧砭哂械男螤钤跍y量尺寸相當(dāng)或比它小的起伏時(shí)會(huì)引入針尖的形狀，針尖在掃描過程中黏附了顆粒也會(huì)影響了正常形貌的測量。

　?、诜答伝芈返脑鲆孢^大會(huì)引入電噪聲，在圖像中摻雜高頻波紋，而增益過小針尖又難以有效的對(duì)表面的起伏進(jìn)行反應(yīng)，使圖像紋路變淡，降低了分辨率，Z常見的在陡坡的上升區(qū)有刺狀突起，在下降區(qū)有陰影凹陷。

　　因此在導(dǎo)電原子力顯微鏡使用中，需要不斷的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件和掃描參數(shù)以得到Z佳的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。