Name: تلفيق من أكاسيد مجمع المحصورة مكانيا (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: تعلم بناء أفلام أكاسيد معقدة محصورة مكانياً لقياس نقل الإلكترونات باستخدام ترسيب الليزر النبضي والتقنيات الضوئية. تتيح هذه الطريقة عزل المجالات الإلكترونية لدراسة خصائص النقل بدقة.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

وأيد هذا الجهد بالكامل من قبل وزارة الطاقة الأمريكية، مكتب العلوم الأساسية للطاقة، مواد العلوم والهندسة شعبة.

1. عينة تلفيق النمو <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف 5 مم × 5 مم × 0.5 مم واحد الركيزة الكريستال وجود زاوية miscut &lt;0.1 درجة مثل SrTiO 3 أو 3 LaAlO مع الأسيتون ثم الماء في نظافة بالموجات فوق الصوتية لمدة 10 دقيقة لكل منهما. للحصول على تيو 2 الإنهاء على SrTiO 3، حفر الركيزة في 10٪ فلوريد الهيدروجين لمدة 30 ثانية وشطف في الماء لمدة 1 دقيقة، تليها يصلب عند 1،100 درجة مئوية لمدة 10 ساعة. بعد التنظيف، وتركيب الركيزة على سخان مناسبة لظروف خواء تام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تركيب سخان في غرفة فراغ PLD وفتح مصدر الأكسجين غرفة لملء الغرفة مع 2 × الأكسجين 10E-5 عربة. رفع درجة حرارة سخان إلى 800 درجة مئوية واتركه ليصلب لمدة 20 دقيقة. درجة الحرارة يمكن رصدها باستخدام البيرومتر الكمبيوتر التي تسيطر عليها أو الحرارية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لبدء ترسب الفيلم، بدء الهيجان نابض ليزر باستخدام فلوينس الليزر من 1-2 J / سم 2 وتردد الليزر من 1أو 2 هرتز. سوف نبضات الليزر ضرب المواد المستهدفة وتوليد تدفق ريشة. فإن تدفق تخترق من خلال بيئة الأوكسجين ودائع على الركيزة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انعكاس عالية الطاقة حيود الإلكترونات (RHEED) يمكن استخدامها لمراقبة نمو الخلايا وحدة وتأكيد جودة السطح 7. هذا الأسلوب يسمح للرصد سماكة واضحة جدا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عندما الفيلم هو من سمك المطلوب، إيقاف تشغيل الليزر وتقلل من درجة حرارة سخان في 5 ° C / دقيقة. مرة واحدة يتم تبريد سخان لدرجة حرارة الغرفة، وإيقاف مصدر الأوكسجين وإزالة عينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خارج الموضع الصلب يمكن استخدامها على مواد أكسيد لإزالة أوجه القصور الأكسجين التي قد تكون موجودة بعد النمو أو بعد فترات طويلة في فراغ. وضع العينة في فرن أنبوب تحت 1 الصراف الآلي من تدفق الأكسجين. رفع درجة الحرارة من 20 درجة مئوية إلى 700 درجة مئوية في 5 ° C / دقيقة، ويصلب لمدة 2 ساعة، ثم تنخفض درجة الحرارة من 700 درجة مئوية إلى 20 درجة مئوية في 2 ° C / دقيقة. على أي مهمةالشركة المصرية للاتصالات هو أبدا ما بعد يصلب في درجات حرارة أعلى من تلك المستخدمة خلال النمو الفيلم عند ملء الشواغر الأكسجين وهذا يمكن أن يؤثر سلبا على نوعية المياه السطحية وربما تؤثر سلبا على جودة وضوح الشمس. </li></ol> 2. تلفيق ضوئيه <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بالموجات فوق الصوتية تنظيف العينة في الأسيتون وثم الماء لمدة 10 دقيقة لكل منهما. المجهر الضوئي يمكن استخدامها للتأكد من أن سطح العينة نظيفة من الجسيمات الكبيرة. (الشكل 2A) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدور معطف طبقة من 1 ميكرون سميكة مقاومة للضوء. نموذجية سرعة الدوران ومدة حوالي 6،000 دورة في الدقيقة و 80 ثانية على الرغم من هذه الأرقام تعتمد على مقاومة للضوء المحددة المستخدمة. ضع العينة على لوحة الحرارة عند 115 درجة مئوية لمدة 2 دقيقة لعلاج مقاومة للضوء. تحقق من جودة مقاومة للضوء تحت المجهر الضوئي. يجب أن تظهر طلاء موحد مع عدم وجود فقاعات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام اليجنر قناع لفضح العينة تحت قناع الطباعة الحجرية محددة مسبقا مع ضوء الأشعة فوق البنفسجية لمدة 9 ثوانى مع جرعة التعرضحوالي 90 ميغا جول / سم 2. مرة أخرى هذه الأرقام سوف تكون محددة لمقاومة للضوء المستخدم. عندما يتم استخدام مقاومة للضوء إيجابي، فإن جزءا من مقاومة للضوء التي تغطيها القناع لا تغيير الخاصية الكيميائية في حين أن جزءا من العلاقات العامة الذي كشفت عنه القناع ستتغير بممتلكاتها ويمكن حله في المطور الكيميائية. تسخين مقاومة للضوء وعينة على 110 درجة مئوية لمدة 80 ثانية لمواصلة علاج مقاومة للضوء المكشوفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شطف العينة في حل المطور ل25-35 ثانية. اخراج عينة فورا وشطف في الماء لمدة 30 ثانية. إذا تم استخدام مقاومة للضوء إيجابي، وسوف يتم غسلها جزء من مقاومة للضوء والذي كشفت عنه القناع بعيدا في حين أن الجزء الذي يتم تغطية ستبقى. لاحظ أن مدة الخطوة النامية أمر حاسم للسيطرة بدقة الأبعاد مقاومة للضوء وجودة (الشكل 2B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يعد حل من يوديد البوتاسيوم، وحمض الهيدروكلوريك والماء من نسبة 01:01:01. استخدام ملاقط بلاستيكية لشطف رانه نموذج في حامض لحوالي 10 ثانية. ستحفر الجزء غير محمية من فيلم رقيقة بعيدا. شطف على الفور العينة في الماء النقي لمدة 60 ثانية. تحقق مع المجهر الضوئي لمعرفة ما إذا كانت رقيقة وقد حفرت تماما. إن لم يكن، إضافة 2-3 المزيد من الثواني من حمض حفر وشطف فورا بالماء النقي، ثم تحقق مرة أخرى مع المجهر الضوئي. كرر هذا الإجراء حتى يتم محفورا كل فيلم غير المحمية بعيدا. ويحكم هذه العملية من خلال قوة ضوئي وسماكة الفيلم. معدلات حفر نموذجية لكثير من manganites هي حوالي 1-4 نانومتر / ثانية لنسبة حل 01:01:01 الموصوفة أعلاه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شطف العينة في الأسيتون لمدة 20 ثانية لإزالة مقاوم الضوء المتبقية. التحقق من جودة عينة مع المجهر (الشكل 2C و 2D). </li></ol> 3. اتصال أسلاك الربط، <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام قناع الصورة، كرر الخطوات 2،1-2،3 أعلاه باستخدام قناع الطباعة الحجرية التي سوف أترك المناطق المفتوحة على الأسلاك مناسبة للاتصالمنصات. تتبخر 5 نانومتر و 100 نانومتر تي الاتحاد الافريقي على العينة وشطف في الأسيتون. سيؤدي ذلك إلى إزالة مقاومة للضوء وترك فقط الاتصال سادة الهندسة المطلوب (الشكل 3A). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام GE الورنيش لتركيب العينة على عينة عفريت. سماح 15 دقيقة لعلاج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد موقف العينة على مرحلة سلك بوندر واستخدام بوندر أسلاك لربط الأسلاك آل من عفريت عينة لتي / الاتحاد الافريقي اتصالات (الشكل 3B). قم بإجراء القياسات الكهربائية. </li></ol>

<ol><li>Ahn, C. H., Triscone, J. -M., Mannhart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+field+effect+in+correlated+oxide+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Electric field effect in correlated oxide systems.</a> Nature. 424, 1015-1018 (2003).</li>
<li>Basov, D. N., Averitt, R. D., Van der Marel, D., Dressel, M., Haule, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodynamics+of+correlated+electron+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+of+Modern+Physics%22%5BJournal%5D)">Electrodynamics of correlated electron materials.</a> Reviews of Modern Physics. 83, 471-541 (2011).</li>
<li>Waser, R., Aono, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoionics-based+resistive+switching+memories%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Nanoionics-based resistive switching memories.</a> Nat. Mater. 6, 833-840 (2007).</li>
<li>Willmott, P. R., Huber, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+laser+vaporization+and+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Mod.+Phys%22%5BJournal%5D)">Pulsed laser vaporization and deposition.</a> Rev. Mod. Phys. 72, 315-328 (2000).</li>
<li>Eres, H. M. C., G, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+pulsed-laser+deposition+of+complex+oxides%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics%3A+Condensed+Matter%22%5BJournal%5D)">Recent advances in pulsed-laser deposition of complex oxides.</a> Journal of Physics: Condensed Matter. 20, 264005(2008).</li>
<li>Ding, J. F., Jin, K. X., Zhang, Z., Wu, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dependence+of+negative+differential+resistance+on+electronic+phase+separation+in+unpatterned+manganite+films%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Dependence of negative differential resistance on electronic phase separation in unpatterned manganite films.</a> Applied Physics Letters. 100, 62402-62404 (2012).</li>
<li>Ichimiya, A., I, P. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aIchimiya%2C+A+%22Reflection+High+Energy+Electron+Diffraction%22">Reflection High Energy Electron Diffraction</a>. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. (2004).</li>
<li>Guo, H., Sun, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+diagram+of+La0.7Sr0.3MnO3+thin+films+using+pulsed+laser+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22arXiv%22%5BJournal%5D)">Growth diagram of La0.7Sr0.3MnO3 thin films using pulsed laser deposition.</a> arXiv. , 1210.5989(2012).</li>
<li>Ward, T. Z., Gai, Z., Guo, H. W., Yin, L. F., Shen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+a+first-order+electronic+phase+transition+in+manganites%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Dynamics of a first-order electronic phase transition in manganites.</a> Physical Review B. 83, 125125(2011).</li>
<li>Ward, T. Z., Liang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reemergent+Metal-Insulator+Transitions+in+Manganites+Exposed+with+Spatial+Confinement%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Reemergent Metal-Insulator Transitions in Manganites Exposed with Spatial Confinement.</a> Physical Review Letters. 100, 247204(2008).</li>
<li>Ward, T. Z., Zhang, X. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-Resolved+Electronic+Phase+Transitions+in+Manganites%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Time-Resolved Electronic Phase Transitions in Manganites.</a> Physical Review Letters. 102, 87201(2009).</li>
<li>Zhai, H. -Y., Ma, J. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Giant+Discrete+Steps+in+Metal-Insulator+Transition+in+Perovskite+Manganite+Wires%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Giant Discrete Steps in Metal-Insulator Transition in Perovskite Manganite Wires.</a> Physical Review Letters. 97, 167201(2006).</li>
<li>Wu, T., Mitchell, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Creation+and+annihilation+of+conducting+filaments+in+mesoscopic+manganite+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Creation and annihilation of conducting filaments in mesoscopic manganite structures.</a> Physical Review B. 74, 214423(2006).</li>
<li>Altissimo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((E-beam+lithography+for+micro-%2Fnanofabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Biomicrofluidics%22%5BJournal%5D)">E-beam lithography for micro-/nanofabrication.</a> Biomicrofluidics. 4, 26503-26506 (2010).</li>
<li>Watt, F., Bettiol, A. A., Van Kan, J. A., Teo, E. J., Breese, M. B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion+Beam+Lithography+and+Nanofabrication%3A+A+Review%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Nanoscience%22%5BJournal%5D)">Ion Beam Lithography and Nanofabrication: A Review.</a> International Journal of Nanoscience. 4, 269-286 (2005).</li>
<li>Urban, J. J., Yun, W. S., Gu, Q., Park, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+single-crystalline+perovskite+nanorods+composed+of+barium+titanate+and+strontium+titanate%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Synthesis of single-crystalline perovskite nanorods composed of barium titanate and strontium titanate.</a> J. Am. Chem. Soc. 124, 1186-1187 (2002).</li>
<li>Wang, Y., Fan, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+origin+of+different+magnetic+properties+in+nanosized+Ca0.82La0.18MnO3%3A+Wires+versus+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">The origin of different magnetic properties in nanosized Ca0.82La0.18MnO3: Wires versus particles.</a> Applied Physics Letters. 98, 142502(2011).</li>
</ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

بعكس المواد شبه الموصلة عنصر واحد مثل سي، يمكن للتصنيع المواد المعقدة يكون أكثر صعوبة يرجع ذلك إلى حقيقة أن بنية معقدة ومتعددة العناصر يجب أن تؤخذ جميعها بعين الاعتبار. استخدام ضوئيه لصنع أجهزة أكسيد معقدة من حيث التكلفة المنخفضة نسبيا وسريعة لالنموذج الأولي بدلا من تقنيات الحبس أخرى. غير أن هناك بعض القيود المهم أن نفهم. ضوئيه وجود قيود المكانية لإنشاء هياكل من حوالي 1 ميكرون هو لذلك لا تصلح لتصنيع جهاز النانو حقا. المهم أيضا هو حقيقة أن حافة خشونة الناشئة عن عملية الحفر الكيميائ...

أول واحدة من أهم الخطوات نحو الأجهزة ذات جودة عالية هو نمو الأغشية الرقيقة أكسيد الفوقي. يستخدم ركيزة الكريستال واحد بأنه &quot;قالب&quot; لإيداع المواد المستهدفة. بين أساليب مختلفة ترسب وترسب الليزر النبضي (الملعوبة) هي واحدة من أفضل الطرق للحصول على نوعية جيدة الأغشية الرقيقة 4،5. تنطوي على عمليات النمو تسخين الركيزة إلى نحو 800 درجة مئوية في بيئة الأوكسجين وباستخدام نبضات الليزر لضرب المواد المستهدفة وتوليد تدفق لتودع على الركيزة. يظهر نظام نموذجي في الشكل 1. في حين تم عرض أفلام unpatterned لتكشف عن فيزياء جديدة غريبة 6، والحد من البعد فيلم يوفر المزيد من الفرص لاستكشاف الظواهر الجديدة وتصنيع الجهاز. ضوئيه يمكن استخدامها لتقليص عينة البعد في الطائرة وصولا الى ترتيب من 1 ميكرون. وسيدخل بروتوكول مفصل لعملية ضوئيهستناقش أدناه. هذا الأسلوب هو متوافق مع ركائز الأكثر استخداما على نطاق واسع والذي يسمح للتحقيقات من آثار الحبس على الأفلام الفوقي الذي عقد في الولايات سلالة مختلفة. منذ العديد من أكاسيد معقدة لها خصائص مثيرة للاهتمام في درجات الحرارة المنخفضة و / أو المجالات المغناطيسية العالية، والربط الالكتروني بين الجهاز وأجهزة قياس مهم جدا. اتصالات عالية الجودة يمكن تشكيلها عن طريق تبخير منصات الاتصال الاتحاد الافريقي في الهندسة 4 مسبار ومع استخدام سلك بوندر لإجراء اتصالات بين منصات وجهاز قياس. عندما يوظف بشكل صحيح، يمكن لهذه الاتصالات بسهولة تحمل البيئات قياس درجة الحرارة القصوى ضمن نطاقات واسعة من 4 إلى 400 K K ويتراوح المجال المغناطيسي تصل إلى ± 9 T.

<table><tbody><tr><td colspan = "4" ><قوي>كاشف / مادة< / قوي></td></tr><tr><td>SrTiO3 (001) & ركائز LaAlO3 (100)</td><td>CrysTec GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microposit S1813 Photoresist </td><td>Shipley</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CD-26 Developer</td><td>Shipley</td><td>38490</td><td></td></tr><tr><td>GE ورنيش</td><td>Lakeshore</td><td>VGE-7031</td><td></td></tr><tr> <td colspan = "4" ><قوي> معدات< قوي></td></tr> <tr><td>انعكاس حيود الإلكترون عالي الطاقة (RHEED)</td> <td>Staib Instruments</td><td></td><td>35 كيلو فولت TorrRHEED</td></tr><tr><td>قناع محاذاة</td><td>ABM</td><td>موديل 85-3 (350 واط) مقاومة مصدر</td><td></td>الضوء</tr><tr><td>عفريت</td><td>تصميم الكم</td><td>P102</td><td></td></tr><tr><td>سلك بوندر</td><td>كوليك صوفا</td><td>04524-0XDA-000-00</td><td></td></tr></tbody></table>

تلفيق من أكاسيد مجمع المحصورة مكانيا

Fabrication of Spatially Confined Complex Oxides

المواد المعقدة مثل الموصلات الفائقة العالية والتعاون التقني، multiferroics، وmagnetoresistors هائلة لها خصائص الإلكترونية والمغناطيسية التي تنشأ عن المتأصلة الارتباطات الإلكترون قوية الموجودة داخلها. هذه المواد يمكن أن تمتلك أيضا مرحلة الانفصال الإلكترونية في المناطق التي من سلوك مقاوم والمغناطيسية مختلفة إلى حد كبير يمكن أن تتعايش داخل واحد مادة الكريستال سبائك. عن طريق الحد من حجم هذه المواد إلى جداول طول في وأدناه حجم المتأصلة في المجالات الإلكترونية، ويمكن أن يتعرض السلوكيات الرواية. وبسبب هذا، وحقيقة أن المعلمات النظام المداري تدور المسؤول شعرية تنطوي على كل أطوال الارتباط، والحد من مكانيا هذه المواد للمقاييس النقل هو خطوة حاسمة في فهم الفيزياء الأساسية التي تحرك السلوك المعقد. هذه المواد أيضا إمكانيات كبيرة ليصبح الجيل القادم من الأجهزة الإلكترونية 1-3. وهكذا، فإن تصنيع منخفضة الأبعاد النانو أوهياكل الصغيرة في غاية الأهمية لتحقيق وظائف جديدة. وهذا ينطوي على عمليات التحكم متعددة من جودة النمو المرتفع رقيقة إلى توصيف دقيق للملكية الإلكترونية. هنا، فإننا نقدم بروتوكولات تلفيق المجهرية ذات جودة عالية لمجمع الأجهزة المنجنيز أكسيد. وترد أوصاف مفصلة والمعدات اللازمة للنمو رقيقة، صور الطباعة الحجرية، وأسلاك الربط.

تركز هذه الورقة في الغالب على الجوانب ضوئيه وأسلاك الربط، من إعداد العينات. مزيد من التفاصيل بشأن إجراءات النمو فيلم يمكن العثور عليها في لدينا غيرها من المنشورات الأخيرة 8. ضوئيه هو وسيلة هامة للسيطرة بعدية في أكاسيد معقدة لغرض التحقيق أطوال ارتباط الإلكترون ومرحلة الانفصال الإلكترونية 9-13. ويبين الشكل 2 الصور الضوئية من الخطوات الجزئية أثناء العملية. ومن الضروري أن نشير إ...

نحن تصف استخدام ترسب نابض ليزر (الملعوبة)، ضوئيه وتقنيات أسلاك الربط، لخلق مقياس ميكرومتر أكاسيد مجمع الأجهزة. ويستخدم PLD أن ينمو الأغشية الرقيقة الفوقي. يتم إدخال تقنيات الطباعة التصويرية وأسلاك الربط، لخلق عملية الأجهزة لأغراض القياس.

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from ...

الهدف العام من هذا الإجراء هو بناء أغشية رقيقة من الأكاسيد المعقدة محصورة مكانياً لإجراء قياسات نقل الإلكترونات. ويتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق تنمية أغشية رقيقة من بلورات المنونيت الأحادية باستخدام الترسيب بالليزر النبضي. وتتمثل الخطوة الثانية في استخدام تقنيات الليثوغرافيا الضوئية لنقش الأغشية المنماة للوصول إلى الحجم والهندسة المطلوبين.بعد ذلك، قم بتجهيز الأجهزة لقياسات الانتقال عن طريق إيجاد مقاومة منخفضة لوصلات المجسات وتوصيلها بنظام القياس. وتتمثل الخطوة النهائية في إجراء قياسات المقاومية من 300 إلى 5 kelvin باستخدام مجالات مغناطيسية تطبيقية مختلفة. وفي النهاية، تُستخدم الأجهزة المحددة ليتوغرافياً لإظهار أن الانتقال يمكن أن يكون مهيمناً من خلال عزل نطاق إلكتروني واحد أو بضعة نطاقات، مما يجبر الإلكترونات المسبارية على التفاعل مع مناطق متعددة، على عكس المسار البسيط للأقل مقاومة والهياكل غير المحددة.تكمن الميزة الرئيسية لهذه التقنية مقارنةً بالطرق الحالية مثل الليثوغرافيا بالحزمة الإلكترونية وتركيز الحزمة، في إمكانية معالجة العينة بسرعة ودون حدوث تلف ناتج عن الزرع الأيوني. ويمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على أسئلة جوهرية، مثل كيفية تحفيز التنافس في الطور الإلكتروني وأطوال الارتباط الإلكتروني للظواهر الناشئة في المواد ذات الارتباط القوي. للبدء، قم بتنظيف ركيزة بلورة أحادية من تيتانات السترونشيوم بأبعاد 5 mm × 5 mm × 0.5 mm وبزاوية قطع مائل أقل من 0.1 درجة، باستخدام الأسيتون ثم الماء في جهاز تنظيف بالموجات فوق الصوتية لمدة 10 دقائق.بعد ذلك، قم بتكوين طبقة إنهاء من ثاني أكسيد التيتانيوم على تيتانات السترونشيوم عن طريق نقش الركيزة في حمض الهيدروفلوريك بتركيز 10% لمدة 30 ثانية. ثم اشطف الركيزة بالماء لمدة دقيقة واحدة وقم بتلدينها عند 1100 °C لمدة 10 ساعات. بعد اكتمال عملية التلدين وتبريد الركيزة إلى درجة حرارة الغرفة، قم بتثبيتها على مسخن مناسب لظروف الفراغ الفائق وضعها في غرفة تفريغ.بعد ذلك، افتح مصدر أكسجين الغرفة لملئها بـ 1×10⁻⁴ tor من الأكسجين. ارفع درجة حرارة الفرن إلى 800 °C واترك الركيزة لتخضع لعملية التلدين لمدة 20 دقيقة. راقب درجة الحرارة باستخدام معيار تحكم حاسوبي أو وصلة حرارية.لبدء ترسيب الغشاء، ابدأ بتشغيل نبضات ليزر بـfluence ليزر تتراوح من 1 إلى 2 joules/cm² وتردد ليزر يبلغ 1 أو 2 Hz. ستصطدم نبضات الليزر بالمادة الهدف وتولد تدفقاً سحابياً.سوف يتغلغل التدفق عبر بيئة الأكسجين ويترسب على الركيزة. أثناء ترسيب الغشاء، استخدم حيود الإلكترونات عالية الطاقة بالانعكاس كما وصفه HME وآخرون لمراقبة نمو الخلية الوحدة والتأكد من جودة السطح.تتيح هذه التقنية مراقبة دقيقة للغاية للسُمك؛ وعندما يصل الغشاء إلى السُمك المطلوب، قم بإيقاف تشغيل الليزر وخفض درجة حرارة السخان بمعدل 5 °C في الدقيقة. وبمجرد أن يبرد السخان ليصل إلى درجة حرارة الغرفة، قم بإيقاف مصدر الأكسجين وإخراج العينة. بعد ذلك، قم بإجراء تلدين XC two A لإزالة نقص الأكسجين الذي قد يكون قد تراكم.لتحقيق ذلك، ضع العينة في فرن أنبوبي تحت تدفق من الأكسجين بضغط جوي واحد. ثم ارفع درجة الحرارة من 20 °C إلى 700 °C بمعدل 5 °C في الدقيقة، واستمر في ذلك لمدة ساعتين، ثم خفض درجة الحرارة من 700 °C إلى 20 °C بمعدل 2 °C في الدقيقة.من المهم عدم تعريض الإبرة لدرجات حرارة أعلى من تلك المستخدمة أثناء نمو الفيلم. وعند ملء فجوات الأكسجين، ابدأ بتنظيف العينة بالموجات فوق الصوتية في الأسيتون ثم في الماء لمدة 10 دقائق لكل منهما. استخدم مجهراً ضوئياً للتأكد من خلو سطح العينة من الجسيمات الكبيرة.بعد ذلك، يتم غزل طبقة بسمك 1 ميكرون من مادة AZ 180 1. Three foot resist عن طريق غزل قطرة واحدة منها بسرعة 6,000 RPM لمدة 80 ثانية، ثم توضع العينة على لوح تسخين عند درجة حرارة 115 °C لمدة دقيقتين لمعالجة المقاوم الضوئي. وبمجرد أن يبرد المقاوم الضوئي، يتم فحص جودة الطلاء باستخدام مجهر ضوئي.إذا كانت الطبقة المغلّفة منتظمة وخالية من الفقاعات، ضع عينة في جهاز محاذاة MAs وعرّضها لضوء UV باستخدام قناع ليثوغرافي محدد مسبقاً لمدة تسع ثوانٍ بجرعة تعريض تبلغ 90 millijoules per square centimeter، ثم قم بتسخين عينة المقاوم الضوئي على لوح تسخين عند 115 °C لمدة 80 ثانية. ولإتمام معالجة المقاوم الضوئي المعرّض، انقل العينة بعد ذلك إلى محلول المظهر لمدة تتراوح بين 25 و 35 ثانية، ثم اشطفها بالماء لمدة 30 ثانية. يتم غسل جزء المقاوم الضوئي غير المغطى بالقناع بينما يظل الجزء الذي كان مغطى في مكانه.بعد ذلك، استخدم ملاقط بلاستيكية لشطف العينة في محلول نقش لمدة 10 ثوانٍ تقريبًا. يتم نقش الجزء غير المحمي من الغشاء الرقيق خلال هذه الخطوة. وبعد مرور 10 ثوانٍ، اشطف العينة فورًا بالماء النقي لمدة 60 ثانية.بعد ذلك، استخدم مجهراً ضوئياً للتأكد مما إذا كان قد تم نقش الغشاء الرقيق بشكل صحيح. إذا لم يكن الأمر كذلك، استمر في النقش لمدة ثانيتين إلى ثلاث ثوانٍ إضافية ثم اشطفه فوراً مرة أخرى بالماء النقي. وبمجرد تحقيق النقش المناسب، اشطف العينة في الأسيتون لمدة 20 ثانية.لإزالة ما تبقى من المقاوم الضوئي، افحص جودة العينة مرة أخرى باستخدام مجهر ضوئي. وباستخدام قناع ضوئي مناسب، قم بترسيب 5 nm من التيتانيوم و 100 nm من الذهب على العينة. وباستخدام مبخر شعاع إلكتروني عند ضغط خلفية يبلغ 1 × 10⁻⁵، استخدم معدل تبخير قدره 2 Å/s للتيتانيوم و 15 Å/s للذهب.بعد ذلك، قم بإزالة المقاوم الضوئي عن طريق شطف العينة باستخدام الأسيتون لمدة دقيقة واحدة. ثم افحص منصات التلامس تحت المجهر للتأكد من جودة الشطف. حيث سيترك الأسيتون هندسة منصات التلامس المطلوبة فقط.استخدم ورنيش GE لتثبيت العينة على قرص العينة. اترك العينة لمدة 15 دقيقة حتى تتماسك، ثم ثبت القرص على منصة جهاز ربط الأسلاك. وأخيرًا، استخدم جهاز ربط الأسلاك لتوصيل الأسلاك المصنوعة من الألومنيوم بالعينة.أنت الآن مستعد لإجراء القياسات الكهربائية. خلال هذا الإجراء، يمكن أن تتعرض الأغشية للتآكل المفرط بسهولة، مما يؤدي إلى تدمير العينة في غضون ثوانٍ قليلة. تظهر على اليسار عينة تم تآكلها بشكل صحيح لمدة 15 ثانية.عند الثانية 21، يتضرر الهيكل المطلوب، وعند الثانية 25 يتم إزالته في الغالب. ستؤدي العملية الموضحة هنا إلى إنتاج عينة تحتوي على وصلات كهربائية لنقل المجسات الأربعة. وهذا يجعل إنشاء توصيلات سلكية من العينة الناتجة إلى عناصر مثل قرص المقاومية أمراً سهلاً.لقد أتاح تطوير هذه التقنية للباحثين الحصول على مواد ذات ترابط قوي لاستكشاف الفصل الطوري الإلكتروني. بعد مشاهدة هذا الفيديو، ينبغي أن يتكون لدينا فهم جيد لكيفية حصر أغشية الأكاسيد المعقدة من أجل استقصاء الأطوار الإلكترونية المتنافسة الموجودة بداخلها.

fabrication-of-spatially-confined-complex-oxides

Research

JoVE Journal

Engineering

الهندسة

وصفنا المنهج التجريبي لإيداع الأفلام أكسيد رقيقة ذات البنية النانومترية بواسطة ترسب النانوسيكند الليزر النبضي (PLD) في وجود الغاز الخلفية. باستخدام هذا الأسلوب آل مخدر أكسيد الزنك (AZO) أفلام، من تنظيم هرمي إلى الاتفاق كما نانو شجرة الغابات، يمكن المودعة.

تلفيق نانو هندسيا إجراء أكاسيد شفافة من ترسب الليزر النبضي

ويرد وصف طريقة للترابط بشكل دائم اثنين من رقائق السيليكون وذلك لتحقيق الضميمة موحدة. وهذا يشمل إعداد رقاقة، والتنظيف، والترابط RT، وعمليات التلوين. الرقاقات المستعبدين الناتجة (الخلايا) لديها توحيد الضميمة ~ 1٪1،2. تسمح الهندسة الناتجة عن ذلك بقياسات السوائل والغازات المحصورة.

تصنيع تجاويف نانوية موحدة عبر الترابط رقاقة السيليكون المباشر

توفر الهياكل النانوية للأكسيد &lt; p class = 'jove_content'&gt; فرصا جديدة للعلوم والتكنولوجيا.  يمكن التحكم في الموصلية البينية بين LaAlO3 و SrTiO3 بدقة شبه ذرية باستخدام تقنية الفحص المجهري للقوة الذرية الموصلة.  يتم توضيح بروتوكول إنشاء وقياس الهياكل النانوية الموصلة في واجهات LaAlO3 / SrTiO3.

الكتابة وانخفاض درجة الحرارة توصيف أكسيد النانو

وترد الإجراءات المختلفة لإعداد قوالب محددة بالذرة للنمو الفوقي من الأفلام أكسيد معقدة رقيقة. وأجريت العلاجات الكيماوية من احد البلورية SrTiO 3 (001) وDyScO 3 (110) ركائز للحصول السلس بالذرة، الأسطح إنهاء واحدة. CA 2 ملحوظة 3 O 10 - استخدمت nanosheets لإنشاء قوالب محددة بالذرة على ركائز التعسفية.

قوالب المعرفة بالذرة لالفوقي النمو من أكسيد مجمع الأغشية الرقيقة

هنا نقدم بروتوكول لتجميع الزنك 1-س المغنيسيوم س O / النحاس 2 O heterojunctions في الهواء الطلق في درجات الحرارة المنخفضة عن طريق الضغط الجوي المكاني الذري طبقة ترسب (AP-سالد) من الزنك 1-س المغنيسيوم س س على أكسيد نحاسي. هذه أكاسيد المعادن امتثالي جودة عالية يمكن زراعتها على مجموعة متنوعة من ركائز بما في ذلك المواد البلاستيكية بواسطة هذه الطريقة رخيصة وقابلة لل.

تحسين الجودة متغاير في النحاس<sub&gt; 2</sub&gt; خلايا شمسية يا المستندة من خلال تعظيم الاستفادة من الضغط الجوي طبقة المكانية الذرية المودعة<br /&gt; الزنك<sub&gt; 1-س</sub&gt; المغنيسيوم<sub&gt; س</sub&gt; O

يتم توليف هياكل عمودية أكسيد الزنك في شكل قضبان عبر مساعدة الهباء الجوي بخار الكيميائية ترسب دون الاستخدام المودعة قبل البذور محفز جزيئات. هذا الأسلوب للتحجيم ومتوافقة مع مختلف ركائز تستند أما السليكون أو الكوارتز أو البوليمرات.

الهباء الجوي-ساعد ترسب البخار الكيميائي للهياكل المعدنية المؤكسدة: قضبان أكسيد الزنك

الأطر المعدنية العضوية فعالة في مخزن للغاز والحفز غير المتجانس، ولكن نتيجة أساليب توليف نموذجية في مساحيق فضفاض يصعب على إدماج المواد الذكية. علينا أن نظهر أسلوب أول طلاء الأقمشة مع أكاسيد معدنية محددة المدة، أسفر عن الأفلام الامتثالي من وزارة المالية على الأقمشة خلال التوليف سولفوثيرمال.

أودعت توليف سولفوثيرمال من شركة مالونغوشي-96 والارجان-66-NH2 في ذرية طبقة الطلاء أكسيد المعدن على حصائر الألياف

تركيب الجملة ذات جودة عالية ورقيقة (ملغ0.25(1-x)ني0.25(1-x)Cu0.25(1-x)الزنك0.25(1-x)Cox) س و (ملغ0.25(1-x)Co0.25(1-x)ني0.25(1-x)Cuxالزنك0.25(1-x )) أكاسيد استقرت الانتروبيا س يرد.

السائبة وتوليف رقيقة أكاسيد استقرت الانتروبيا شكل تركيبي البديل

هنا، علينا أن نظهر أسلوب توليف فريدة من نوعها، ودرجة حرارة منخفضة نسبيا، والملح المنصهر لإعداد جسيمات نانوية هافناتي لانثانوم أكسيد المعدن مجمع موحد.

الملح المنصهر توليف أكسيد المعدن معقدة جسيمات نانوية

تظهر مواد الأكسيد العديد من الخصائص الغريبة التي يمكن التحكم فيها عن طريق ضبط محتوى الأكسجين. هنا ، نوضح ضبط محتوى الأكسجين في الأكاسيد عن طريق تغيير معلمات ترسيب الليزر النبضي وعن طريق إجراء ما بعد التلوين. على سبيل المثال ، يتم ضبط الخصائص الإلكترونية للهياكل غير المتجانسة القائمة على SrTiO3 عن طريق تعديلات النمو والتلدين.

ضبط خصائص أكسيد عن طريق التحكم في شغور الأكسجين أثناء النمو والتلدين

تعلم بناء أفلام أكاسيد معقدة محصورة مكانياً لقياس نقل الإلكترونات باستخدام ترسيب الليزر النبضي والتقنيات الضوئية. تتيح هذه الطريقة عزل المجالات الإلكترونية لدراسة خصائص النقل بدقة.

تلفيق من أكاسيد مجمع المحصورة مكانيا

استكشف المزيد من الفيديوهات