ケルビンプローブ力顕微鏡と他の顕微鏡および分光法との共局在化:合金の腐食特性評価における選択されたアプリケーション

ケルビンプローブ力顕微鏡(KPFM)は、表面電位顕微鏡と呼ばれることもあり、由緒ある走査型ケルビンプローブのナノスケールバージョンであり、どちらも、チップとサンプルの電位差とは大きさが等しいが符号が反対のヌル電圧を印加することにより、振動プローブチップとサンプル表面の間のボルタ電位差(VPD)を測定します。導電性KPFMプローブをサンプル表面上でスキャンすることにより、表面のトポグラフィーと電位のナノスケールの変化をマッピングし、陽極および陰極の可能性のある領域を特定し、ガルバニック腐食に固有の材料駆動力を定量化できます。

その後、後方散乱電子(BSE)画像、エネルギー分散型分光法(EDS)元素組成マップ、電子反射回折(EBSD)逆極図などの高度な走査型電子顕微鏡(SEM)技術によるKPFMボルタポテンシャルマップの共局在化により、構造-特性-性能の関係に関するさらなる洞察を得ることができます。ここでは、技術的に関心のある多種多様な合金でKPFMとSEMを共局在化させたいくつかの研究の結果が提示され、これらの技術をナノスケールで組み合わせて腐食の開始と伝播を解明することの有用性を示しています。

このような調査で考慮すべき重要なポイントと回避すべき潜在的な落とし穴も強調されています:特に、プローブのキャリブレーションと、周囲湿度(吸着水など)、表面反応/酸化、研磨破片やその他の汚染物質など、試験環境とサンプル表面の測定されたVPDに対する潜在的な交絡効果。さらに、第3の技術である走査型共焦点ラマン顕微鏡を共局在化して、共局在法の一般的な適用性と有用性を実証し、電子顕微鏡ベースの技術によって提供されるものを超えたさらなる構造的洞察を提供する例を示します。