Method Article

المسح مسبار واحدة الإلكترون الطيفي السعة

DOI:

10.3791/50676

July 30th, 2013

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المسح مسبار-إلكترون واحد الطيفي السعة يسهل دراسة حركة الإلكترون واحد في مناطق تحت سطح الأرض المترجمة. أدرج حساسة تهمة الكشف عن الدوائر المبردة في المسح المجهر التحقيق للتحقيق في نظم صغيرة من الذرات إشابة تحت سطح عينات أشباه الموصلات.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

دمج درجات الحرارة المنخفضة تقنيات المسح الضوئي مسبار وإلكترون واحد الطيفي السعة يمثل أداة قوية لدراسة بنية الكم إلكترونية من نظم صغيرة - بما في ذلك dopants الذرية الفردية في أشباه الموصلات. ونحن هنا نقدم وسيلة المستندة إلى السعة، والمعروفة باسم تراكم تهمة تحت السطحية (SCA) التصوير، والتي هي قادرة على حل الشحن لإلكترون واحد مع تحقيق القرار المكانية كافية لصورة dopants الذرية الفردية. استخدام تقنية مراقبة السعة تمكن من الميزات تحت سطح الأرض، مثل dopants دفن العديد من نانومتر تحت السطح من المواد أشباه الموصلات 1،2،3. من حيث المبدأ، يمكن تطبيق هذه التقنية إلى أي نظام لحل حركة الإلكترون أدناه سطح العازلة.

كما هو الحال في تقنيات الممسوحة ضوئيا مسبار الميدان حساسة الكهربائية الأخرى والقرار المكانية الجانبي للقياس يعتمد في جزء منه على نصف قطر curvatur(ه) من تلميح التحقيق. ويمكن استخدام النصائح مع دائرة نصف قطرها صغير من انحناء تمكين القرار المكانية من بضع عشرات من نانومتر. هذا القرار المكانية غرامة يسمح التحقيقات أعداد صغيرة (وصولا الى واحد) من dopants تحت سطح الأرض 1،2. القرار تهمة يعتمد إلى حد كبير على حساسية الدوائر الكشف تهمة، واستخدام ارتفاع الترانزستورات التنقل الإلكترون (HEMT) في مثل هذه الدوائر في درجات الحرارة المبردة تمكن حساسية حوالي 0.01 الإلكترونات / هرتز ½ عند 0.3 K 5.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تراكم تهمة تحت السطحية (SCA) التصوير هو أسلوب درجات الحرارة المنخفضة قادرة على حل الأحداث شحن الإلكترون واحد. عندما يطبق لدراسة الذرات إشابة في أشباه الموصلات، ويمكن للطريقة الكشف عن الإلكترونات الفردية دخول ذرات المانحة أو متقبل، والسماح توصيف هيكل الكم من هذه الأنظمة الدقيقة. في قلبها، SCA التصوير هو قياس السعة المحلية 6 مناسبة تماما لتشغيل المبردة. لأنه يعتمد على السعة الحقل الكهربائي، بل هو تأثير بعيد المدى التي يمكن حل شحن تحت العازلة الأسطح 6. عملية المبردة يسمح التحقيق من حركة الإلكترون واحد وتباعد المستوى الكوانتي التي من شأنها أن تكون غير القابلة للحل في درجة حرارة الغرفة 1،2. ويمكن تطبيق هذه التقنية في أي نظام في أي حركة الإلكترون أدناه سطح العزل هو المهم، بما في ذلك ديناميات الشحن في نظم الإلكترون ثنائية الأبعاد في واجهات دفن للإيجاز، سيتم التركيز هنا يكون على الدراسات من dopants أشباه الموصلات.

على المستوى الأكثر التخطيطي، وهذا الأسلوب يعامل الطرف الممسوحة ضوئيا ولوح واحد من موازية لوحة مكثف، على الرغم من تحليل واقعي يتطلب وصفا أكثر تفصيلا لحساب انحناء من طرف 8،9. لوحة أخرى في هذا النموذج هي منطقة النانومترية الحجم من طبقة إجراء الكامنة، كما هو مبين في الشكل 1. أساسا، كما يدخل تهمة لإشابة ردا على إثارة الجهد الدوري، فإنه يحصل أقرب إلى طرف؛ هذه الحركة يدفع أكثر تهمة الصورة على الحافة، التي تم الكشف عنها مع أجهزة الاستشعار الدائرة 5. وبالمثل، كما يخرج من تهمة إشابة، وانخفضت هذه التهمة الصورة على طرف. ومن هنا جاءت إشارة شحن الدوري ردا على إثارة الجهد هو إشارة الكشف - أساسا هو السعة، وبالتالي غالبا ما يشار إلى هذا القياس عن تحديد خصائص السيرة الذاتية للنظام.

خيمة "> وخلال قياس السعة، فإن صافي فقط النفقي هو بين الطبقة الموصلة الكامنة وطبقة إشابة -. تهمة أبدا الأنفاق مباشرة على إبعاد عدم وجود نفق مباشرة إلى أو من طرف أثناء عملية القياس هو الفرق المهم بين هذه تقنية وأكثر دراية المجهر النفقي الماسح، على الرغم من أن الكثير من الأجهزة لهذا النظام هو أساسا مطابقة لتلك التي من مجهر المسح النفقي. ومن المهم أيضا أن نلاحظ أن هيئة السلع التموينية التصوير ليست حساسة مباشرة إلى رسوم ثابتة. للتحقيق في تهمة ثابتة التوزيعات، مستشعر كالفن الماسح المجهري أو كهرباء المجهري القوة المناسبة طرق المبردة إضافية لدراسة السلوك الالكترونية المحلية والتي لها وجود أيضا إلى قرار الإلكترونية والمكانية جيدة، على سبيل المثال، المسح المجهري إلكترون واحد الترانزستور هو طريقة تحقيق اخر المسح الضوئي قادرة على اكتشاف دقائق شحن الآثار (4،10). SCA التصوير كان في الأصلوضعت من قبل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في Tessmer، Glicofridis، Ashoori، وزملاء العمل (7)؛ وعلاوة على ذلك، يمكن اعتبار الطريقة الموضحة هنا كإصدار مسبار المسح الضوئي من واحد الكترون طريقة التحليل الطيفي السعة التي وضعتها Ashoori وزملاء العمل 11. وثمة عنصر رئيسي من القياس هو حساسة بشكل رائع تهمة الكشف عن الدائرة 5،12 باستخدام عالية الترانزستورات التنقل الإلكترون (HEMT)، بل يمكن تحقيق مستوى الضوضاء منخفضة تصل إلى 0.01 الإلكترونات / هرتز ½ عند 0.3 K، ودرجة الحرارة قاعدة ناظم البرد في المرجع 5. مثل وجود حساسية عالية تسمح مراقبة الشحن لإلكترون واحد في نظم تحت سطح الأرض. يناسب هذا الأسلوب لدراسة الإلكترون أو حفرة ديناميات مجموعات فردية أو صغيرة من dopants في أشباه الموصلات، مع نموذجي الكثافة المساحية إشابة بناء على أمر من 10 15 م -2 في الهندسة المستوية 2. ويرد مثال من تكوين عينة نموذجية لهذا النوع من التجارب في الشكل 1 . وعادة ما يتم وضع طبقة إشابة بضع عشرات من نانومتر تحت السطح، ومن المهم أن تعرف مسافات دقيقة بين إجراء طبقة الكامنة وطبقة إشابة وبين طبقة إشابة وسطح العينة. وعلى النقيض من نفق، لا تقع قبالة أضعافا مضاعفة السعة ولكن بدلا من ذلك يقلل أساسا في تناسب عكسي مع المسافة. وبالتالي، يمكن للعمق إشابة من حيث المبدأ أن يكون أعمق من عشرات من نانومتر تحت السطح، ما دام بعض جزء معقول من أراضي الحقل الكهربائي على طرف. لجميع ما سبق ذكره تحقيقات المحلية المبردة من السلوك الالكترونية، بما في ذلك تقنية الموضحة هنا، هو القرار المكانية محدودة بسبب حجم هندسية من طرف والمسافة بين ميزة تحت السطحية من الاهتمام وتلميح التحقيق المسح.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. بروتوكول

  1. الإعداد الأولي من المجهر والالكترونيات
    1. تبدأ مع لجنة التحقيق المسح المبردة قادرة على المجهر مع الالكترونيات التحكم المرتبطة. وصف المجاهر المستخدمة في البحث هنا استخدام ترجمة بالقصور الذاتي إلى "السير" العينة نحو وبعيدا عن الحافة على طول المنحدرات 13 (مصنوعة من مادة موصلة مثل النحاس والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ أو لتمكينهم من نقل الجهد التحيز لل العينة) كجزء من تصميم STM Besocke 14، أظهرت تخطيطي في الشكل 2.
    2. بالإضافة إلى الجهد التحيز ونفق الأسلاك المحورية الحالية، وتوفير ما لا يقل عن اثنين من الأسلاك المحورية الأخرى وسلك الأرض التي تمتد من رف الالكترونيات لقرب المنطقة غيض من المجهر من أجل تشغيل دائرة مكبر للصوت المبردة مقابل رسوم كشف حساسة. تجميع عناصر دائرة مكبر للصوت، وصفت بالتفصيل في المراجع 5، 12، و 15، أن يتم إيواء على البريدlectronics رف، وهذا هو جزء من الدائرة خارج المربع المظلل في الشكل 2. وهذا جزء من الدائرة تبقى في درجة حرارة الغرفة في كافة مراحل التجربة.
  2. تجميع رقاقة المتصاعدة للمعلومات والدوائر HEMT (المربع المظلل في الشكل 2)، وسيتم خفض الدوائر HEMT إلى درجة حرارة التجميد للحصول على قرار الطاقة الأمثل.
    1. يلتصق شريحة مربع الحجم حوالي 1 سم × 1 سم من رقاقة الغاليوم باستخدام الكاتب؛ يقام على حلبة استشعار والإكراميات على هذه الشريحة. إيداع حوالي 100 نيوتن متر من الذهب فوق طبقة التيتانيوم الشائكة من خلال shadowmask على رقاقة الغاليوم لتشكيل عدة منصات الذهب، كل الحجم حوالي 1 مم × 1 مم، والتي سيتم المستعبدين الأسلاك من HEMT ويتحامل المقاوم. أبعاد منصات ليست حرجة.
    2. إعداد غيض STM حاد عن طريق خفض ميكانيكيا ل80:20 حزب العمال: سلك عير باستخدام قواطع قطري. ويمكن أيضا غيض ستعدها الكيميائية الحفر سR أو طريقة أخرى يمكن شراؤها تجاريا. تحديد دائرة نصف قطرها من انحناء طرف عبر المجهر الإلكتروني، ونصف قطرها من انحناء وينبغي أن يكون بناء على أمر من القرار المكانية اللازمة لهذه التجربة.
    3. الايبوكسي سلك الذهب على كل من منصات الذهب باستخدام الايبوكسي موصل قادرة على تحمل درجات الحرارة المبردة، وسوف هذه الأسلاك ربط عناصر الدارة على الرقاقة المتصاعدة إلى الأسلاك المحورية على المجهر. منذ أسلاك الذهب يمكن إزالتها بسهولة بعد الخطوة التالية إذا لم يكن هناك حاجة إليها، الايبوكسي بضعة أسلاك الذهب زائدة على منصات. الايبوكسي وHEMT، المقاوم يتحامل، وغيض STM على الغاليوم تصاعد رقاقة. علاج الايبوكسي كما هو مبين على ميزانيتها معلومات المنتج. (راجع الجدول أدناه من المواد للحصول على التفاصيل.)
    4. باستخدام سلك بوندر محملة أسلاك الذهب، والسندات ومصدر، واستنزاف، وعناصر بوابة HEMT لفصل منصات الذهب على رقاقة الغاليوم. السندات الأسلاك مؤقت يربط بين البوابة والمصدر سR منصات استنزاف لضمان البوابة لا تصبح مشحونة فيما يتعلق القناة مصدر استنزاف. استخدام شريط تأريض للسلامة واضاف بينما التلاعب HEMT، ومن المهم أن تتخذ الاحتياطات اللازمة لتجنب فرض رسوم ثابتة الضالة التي يمكن أن تدمر HEMT.
    5. تخزين رقاقة تصاعد المعدة مع الأسلاك التي تعلق على بوابة وإلى القناة مصدر استنزاف للHEMT متصلة كهربائيا مع بعضها البعض لتجنب التقليل من HEMT. إذا تم إزالة الأسلاك المؤقتة المذكورة في الخطوة السابقة، وتطور بلطف الأسلاك معا. فمن أبسط لربط جميع الأسلاك مع بعضها البعض.
  3. إرفاق رقاقة متزايدة لالمجهر.
    1. التأكد من أن قنوات بوابة ومصدر استنزاف هي أبدا العائمة، وهذا هو لمنع السراويل المدمرة بين قنوات بوابة ومصدر استنزاف للHEMT. الأرض الأسلاك المحورية على المجهر الذي سيتم ملحوم الأسلاك من رقاقة.
    2. يضعوا شريحة متزايدة على قمة رانه مسح piezotube، كما هو مبين في الشكل 2.
    3. لحام أسلاك الذهب التي تمتد من رقاقة المتصاعدة إلى الأسلاك المحورية ذات الصلة باستخدام الإنديوم جندى.
  4. التحقق من سلامة HEMT باستخدام التتبع منحنى متصلا الأسلاك المحورية في رف الالكترونيات. أساسا، يظهر التتبع منحنى مصدر استنزاف الخصائص الحالية الجهد. وضع الفشل الأكثر شيوعا هو قصير بين البوابة وقناة HEMT مصدر استنزاف لها، والذي ينتج في خصائص مصدر استنزاف التي لا تعير اهتماما لبوابة الجهد.
  5. تحميل عينة. المشي الى مجموعة مع المجهر تكوينها في وضع STM لضمان أن العينة سوف النهج بنجاح غيض.
    1. ربط سلك T إلى المضخم تستخدم لSTM نفق القياسات الحالية، ونعلق العاصمة التحيز الجهد V DC إلى سلك B. (إن جميع الاتصالات في رف الالكترونيات.)
    2. المشي حتى في عينة والإكراميات هي في نطاق نفق. عندما في الاتحاد الإقليمينجى، ينبغي أن يظل piezotube مسح تمديد قليلا من موقف توازنها بحيث التأريض وpiezotube المسح سوف يتسبب في تلميح إلى التراجع عن التمديد في مجموعتها. هذا يتحقق من أن عينة يمكن النهج بنجاح غيض. المشي خارج النطاق بعد القيام بذلك، لحماية معلومات سرية خلال الإجراءات التالية.
    3. نقل المجهر من الفوق المختبر إلى ديوار لفي نهاية المطاف عملية درجات الحرارة المنخفضة. في هذه المرحلة، وهي مرحلة اكتمال الاختبار، ويمكن أن تبدأ المرحلة التجريبية.
  6. تضخ المجهر إلى فراغ من بضعة microtorr. تبريد المجهر ل4.2 K أو أدناه للحصول على قرار الطاقة الأمثل، في أعقاب الإجراء المذكورة في دليل لناظم البرد.
    1. بعد التبريد المجهر لدرجة حرارة قاعدته، إتاحة الوقت الكافي المجهر للوصول إلى التوازن الحراري، ومنذ سيتم تنفيذ المتكررة، ومسح مطولة من نفس المنطقة، فمن المهم للحد من الانجراف الحرارية. (الانجراف هوتحولا في موقف التوازن من غيض فيما يتعلق العينة.)
    2. تعليق ديوار لعزل المجهر أكبر قدر ممكن من الاهتزازات بسبب اقتران الميكانيكية للمبنى ومضخات التفريغ وغيرها من الأجهزة التي تعلق على المجهر وديوار. ويمكن القيام بذلك باستخدام نظام تعليق الحبل بنجي، كما هو الحال في مرجع 15، أو عن طريق استخدام الينابيع الهواء أو طريقة مماثلة.
  7. بعد التبريد المجهر وقبل محاولة جمع البيانات والتحقق من سلامة HEMT مرة أخرى باستخدام التتبع منحنى.
  8. مسح عينة في وضع نفق (STM).
    1. السير في النطاق. تحديد منطقة من سطح العينة التي هي خالية من الحطام ومن ارتفاع كبير أو الاختلافات الموصلية، وضمان غيض مستقرة.
    2. تصحيح لأية الخيمة من العينة، وهذا مهم بشكل خاص لأنه سيتم إجراء مسح السعة مع حلقة التغذية المرتدة تعطيل، وبالتالي غيض يمكن أن تعطل إلى السطح إذا كان scannطائرة جي ليست موازية لسطح العينة. من حيث المبدأ، يمكن للمرء استخدام إشارة السعة مع ردود الفعل للحفاظ على السعة ثابت أثناء المسح الضوئي طرف، ولكن في الممارسة العملية، والإشارة ليست قوية بما فيه الكفاية لمنع تحطم إذا تم استخدام التغذية الراجعة.
    3. مراقبة أي الانجراف الحراري بحيث يمكن التعويض عن تغيير وضعيتها طرف الإزاحة. لاحظ مقدار امتداد غيض بينما في النطاق في وضع نفق، المشار إليها في هذا البروتوكول كنقطة اتصال.
  9. الانتقال إلى منطقة رابط الجأش من العينة، واحد والتي لم تفحص في وضع STM.
    1. تعطيل حلقة مفرغة في وحدة تحكم STM. أذكر أنه عندما يتم تعطيل حلقة التغذية المرتدة، دليل الاقتراحات من طرف يمكن أن تسبب عن غير قصد وقوع الحادث. ولذلك ينبغي توخي الحذر الشديد أثناء نقل معلومات سرية.
    2. التراجع غيض بضع عشرات من نانومتر من لمسة نقطة.
    3. تعويض عن الموقف الجانبي من طرف إلى منطقة قريبة من العينة مبادرة الخوذ البيضاءCH لم يتم مسحها مؤخرا، لتجنب أي اضطرابات (مثل شحن من المواقع إشابة أشباه الموصلات) الجهد التحيز المطلوبة لتمكين نفق من خلال عينة شبه الموصلة للمسح الضوئي STM قد يسببها.
    4. تمديد بحذر غيض نحو السطح حتى تهجير غيض من التمديد التوازن على مقربة من حيث الحجم إلى النقطة التي تعمل باللمس.
  10. تبديل التكوين الأسلاك إلى وضع السعة.
    1. تأريض جميع الأسلاك المحورية لحماية HEMT.
    2. ربط الأسلاك المحورية للمصادر والمقاومات الجهد ذات الصلة، وإلى قفل في مكبر للصوت وظيفة مولد، كما هو مبين في الشكل 2.
    3. بدوره على جميع مصادر الجهد. لتجنب صدمة للHEMT، تبدأ مع النواتج مصدر الجهد في 0 V.
    4. مطحونة الأسلاك المحورية، وتذكر للحفاظ على البوابة والقناة مصدر استنزاف للHEMT متصلة مع بعضها البعض لأطول فترة ممكنة من أجل حماية HEMT.
    5. تعيين الخامسمصدر oltage على مقسم الجهد المقاوم (سلك D).
    6. ضبط HEMT إلى منطقتها الأكثر حساسية عن طريق رصد الجهد عبر الأسلاك L مع المتعدد في حين ضبط V لحن. أعد سلك L لقفل في مكبر للصوت بعد ذلك.
    7. زيادة V تصل قيمتها حتى إشارة في المرحلة على القفل في زيادات مكبر للصوت، ويبدأ في هضبة؛ سجل هذه القيمة من V لحن، وهو الجهد المطبق على معلومات سرية. وهذا يتيح كل تهمة من قياس للذهاب إلى HEMT بدلا من تسريب من خلال الأسلاك L.
    8. تحسين المرحلة الداخلية للقفل في مكبر للصوت باستخدام القدرة autophase وسجل قيمة المرحلة.
    9. انتظر HEMT لتحقيق الاستقرار لضمان عدم وجود آثار حرارية كبيرة (وهذا غالبا ما يستغرق فترة تصل إلى ساعتين).
  11. تحقيق التوازن بين HEMT عن طريق ضبط إشارة على مستوى مكثف لضمان أن فقط إشارة من الفائدة يذهب إلى قفل في مكبر للصوت. تعديلات للإشارة علىويمكن أن يتم مكثف القياسية إما إلى اتساع التوازن V أو إلى مرحلة النسبي بين V V التوازن والإثارة. يعتبر HEMT متوازنة عندما تكون إشارة في المرحلة على القفل في مكبر للصوت يتم التقليل في هذه الخطوة من الإجراء.
  12. تنفيذ مسح تهمة التصوير تراكم.
    1. تعيين DC التحيز الجهد V DC على العينة.
    2. تمديد تلميح لفي حدود 1 نانومتر من السطح، وذلك باستخدام نقطة اتصال كمرجع.
    3. تسجيل الناتج من القفل في مكبر للصوت باستخدام برنامج الحصول على البيانات، وهذا هو إشارة من الفائدة.
    4. مسح العينة. للحصول على قرار جيد، قد يحتاج بالاشعة التي سيتم شراؤها بمعدل عدة ساعات في المسح الضوئي لتسمح في المتوسط ​​إشارة كافية لكل بكسل ومنع تلطيخ للإشارة عبر بكسل المجاورة من الصورة. تنفيذ العديد من عمليات التفحص أكثر من نفس المنطقة، ومتوسط ​​هذه بمسح معا لتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء.
  13. أداء السعة (CV) التحليل الطيفي مع طرف ثابت فوق سمة تحت السطحية من الاهتمام في صورة تراكم تهمة المكتسبة أثناء الخطوة السابقة.
    1. المنحدر V DC وتسجيل الناتج من القفل في مكبر للصوت باستخدام برنامج الحصول على البيانات.
    2. يستغرق عدة (CV) منحنيات السعة مقابل الجهد في نفس الموقع، ومتوسط ​​هذه المنحنيات معا لتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء. عادة، وبلغ متوسط ​​عدد قليل من منحنيات معا. في حين بلغ متوسط ​​منحنيات يحسن نسبة الإشارة إلى الضوضاء، وذلك بسبب احتمال الانجراف خلال المسح الضوئي، سوى عدد قليل من عمليات الفحص المتعاقبة ينبغي بلغ متوسط ​​معا.
  14. عودة إلى وضع نفق (STM).
    1. التراجع عن تلميح لتمديد توازنها وإعادة تكوين الكترونيات للSTM. إعادة تمكين حلقة التغذية المرتدة وتسجيل الحاضر في المدى تمديد طرف (نقطة اتصال).
    2. مسح المنطقة في وضع نفق للبحث عن الخصائص الموجودة في الجزء العلويography التي ربما تكون قد ولدت التحف في التصوير الطيفي السعة والسعة.
  15. تحليل وتفسير البيانات، وبعد 9 المرجعي والمعلومات الداعمة في المرجع 1.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

قائد مؤشر قياس الناجح هو استنساخ، والكثير كما هو الحال في غيرها من وسائل التحقيق المسح. القياسات المتكررة هي مهمة جدا لهذا السبب. لنقطة الطيفي السعة، واتخاذ العديد من القياسات في سلسلة متتالية في نفس الموقع يساعد على زيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء وتحديد اشارات غامضة.

مرة واحدة وقد تم التعرف على سمة من سمات الفائدة في صورة تراكم تهمة، وقد تم تنفيذ التحليل الطيفي السعة، وتفسير البيانات CV يبدأ من خلال تحديد ذراع ر...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويرد شرح مفصل عن الأساس النظري لهذا المنهج التجريبي في المراجع 8 و 9 و مناقشته فيما يتعلق سيناريو dopants تحت سطح الأرض في المرجع 2، وبالتالي فإن نظرة عامة المعروضة هنا الإيجاز والمفاهيمية. يتم التعامل مع طرف واحد من لوحة مكثف، والطبقة إجراء الكامنة تشمل العينة لوحة أخرى. إذا تم تطبيق الجهد DC يتم سحبها بحيث الإلكترونات نحو الحافة، وإذا كان هناك ذرة إشابة الواقعة بين إجراء طبقة الكامنة وغيض التي يمكن أن تستوعب على رسوم إضافية، ثم الإلكترون ستدخل إشابة وبالتالي الحصول على أقرب إلى ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وأيد هذا البحث تمت مناقشتها هنا قبل معهد جامعة ولاية ميشيغان للعلوم الكم والمؤسسة الوطنية للعلوم DMR-0305461، DMR-0906939، وDMR-0605801. يقر KW دعم من وزارة التعليم الأمريكية GAANN التخصصات الإلكترونيات البيولوجية تدريب الزمالة البرنامج.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article Name Company Catalog Number Comments مراجع < td colspan = "4" > Material< / قوي >التركيب

<قوي> المعدات < / strong>
تصميم Besocke-design STMمخصصة14 و 15
إلكترونيات التحكم لتقنية STMRHKSPM 1000 مراجعة 7
مكبر للصوتقفل أنظمة أبحاث ستانفوردSR830
تتبعمنحنى راسم الذبذباتمن النوع 576
TektronixTDS360
MultimeterTektronixDMM912
Wire bonderWEST & middot ؛ BOND7476Dمع وحدة تحكم في درجة الحرارة K ~ 1200D
لحام الحديدMPJA301-A
CryostatOxford InstrumentsHeliox
Pt / سلك IR ، 80:20nanoScience Instruments201100
GaAs رقاقة المحورS-Iلشريحة
99.99٪ سلك Au ، قطر 2 ملSPMلشريحة التركيب
99.99٪ سلك Au ، قطر 1 ملK & Sلربط الأسلاك
الإنديوم طلقةAlfa Aesar11026
الايبوكسي الفضيEpo-TekEJ2189-LVأي إيبوكسي موصل متوافق مع درجات الحرارة المنخفضة مقبول
HEMTFujitsuLow Noise HEMT

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gasseller, M., DeNinno, M., Loo, R., Harrison, J. F., Caymax, M., Rogge, S., Tessmer, S. H. Single-Electron Capacitance Spectroscopy of Individual Dopants in Silicon. Nano Lett. 11, 5208-5212 (2011).
  2. Kuljanishvili, I., Kayis, C., Harrison, J. F., Piermarocchi, C., Kaplan, T. A., Tessmer, S. H., Pfeiffer, L. N., West, K. W. Scanning-probe spectroscopy of semiconductor donor molecules. Nat. Phys. 4, 227-233 (2008).
  3. Tessmer, S. H., Kuljanishvili, I., Kayis, C., Harrison, J. F., Piermarocchi, C., Kaplan, T. A. Nanometer-scale capacitance spectroscopy of semiconductor donor molecules. Physica B. 403, 3774-3780 (2008).
  4. Yoo, M. J., Fulton, T. A., Hess, H. F., Willett, R. L., Dunkleberger, L. N., Chichester, R. J., Pfeiffer, L. N., West, K. W. Scanning Single-Electron Transistor Microscopy: Imaging Individual Charges. Science. 276, 579-582 (1997).
  5. Urazhdin, S., Tessmer, S. H., Ashoori, R. C. A simple low-dissipation amplifier for cryogenic scanning tunneling microscopy. Rev. Sci. Instrum. 73 (2), 310-312 (2002).
  6. Williams, C. C., Hough, W. P., Rishton, S. A. Scanning capacitance microscopy on a 25 nm scale. Appl. Phys. Lett. 55 (2), 203-205 (1989).
  7. Tessmer, S. H., Glicofridis, P. I., Ashoori, R. C., Levitov, L. S., Melloch, M. R. Subsurface charge accumulation imaging of a quantum Hall liquid. Nature. 392, 51-54 (1998).
  8. Tessmer, S. H., Kuljanishvili, I. Modeling single- and multiple-electron resonances for electric-field-sensitive scanning probes. Nanotechnology. 19, 445503-445510 (2008).
  9. Kuljanishvili, I., Chakraborty, S., Maasilta, I. J., Tessmer, S. H., Melloch, M. R. Modeling electric-field-sensitive scanning probe measurements for a tip of arbitrary shape. Ultramicroscopy. 102, 7-12 (2004).
  10. Martin, J., Akerman, N., Ulbricht, G., Lohmann, T., Smet, J. H., von Klitzing, K., Yacoby, A. Observation of electron-hole puddles in graphene using a scanning single-electron transistor. Nat. Phys. 4, 144-148 (2008).
  11. Ashoori, R. C. Electrons in artificial atoms. Nature. 379, 413-419 (1996).
  12. Ashoori, R. C., Stormer, H. L., Weiner, J. S., Pfeiffer, L. N., Pearton, S. J., Baldwin, K. W., West, K. W. Single-electron capacitance spectroscopy of a few electron box. Physica B. 189, 117-124 (1993).
  13. Frohn, J., Wolf, J. F., Besocke, K., Teske, M. Coarse tip distance adjustment and positioner for a scanning tunneling microscope. Rev. Sci. Instrum. 60 (6), 1200-1201 (1989).
  14. Besocke, K. An easily operable scanning tunneling microscope. Surf. Sci. 181, 145-153 (1987).
  15. Urazhdin, S., Maasilta, I. J., Chakraborty, S., Moraru, I., Tessmer, S. H. High-scan-range cryogenic scanning probe microscope. Rev. Sci. Instrum. 71 (11), 4170-4173 (2000).
  16. Ashoori, R. C., Stormer, H. L., Weiner, J. S., Pfeiffer, L. N., Pearton, S. J., Baldwin, K. W., West, K. W. Single-electron capacitance spectroscopy of discrete quantum levels. Phys. Rev. Lett. 68 (20), 3088-3091 (1992).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Scanning Probe MicroscopySingle Electron CapacitanceSubsurface Charge AccumulationCryogenic Amplifier CircuitHigh Electron Mobility TransistorCapacitance Voltage SpectroscopyCharge Accumulation ImagingGallium Arsenide DopingSubsurface Dopant ImagingQuantum Dot Characterization

Related Articles