Óhmico Contacto Fabricación Usando una técnica enfocada-ion Beam y Eléctrica Caracterización de Nanoestructuras capa semiconductora

Describimos los enfoques para la fabricación de dispositivos y la caracterización eléctrica de nanoestructuras semiconductoras de capa de diseleniuro de molibdeno (MoSe₂) con diferentes espesores. Además, se describe la fabricación de contactos óhmicos para nanocristales de₂ capas de MoSe mediante el método de deposición de haz de iones focalizados utilizando platino (Pt) como metal de contacto.

El objetivo general de este procedimiento es utilizar la técnica de haz de iones focalizados para observar la fabricación por contacto ómico en las nanoestructuras individuales de capas, materiales semiconductores. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en los campos de la nanotecnología, como por ejemplo cómo hacer un buen contacto ómico con nanomateriales individuales sin tratamiento con alne. La principal ventaja de esta técnica es que el enfoque Deion de metal de haz de hierro proporciona una competencia eléctrica altamente reproducible en nanoestructuras semiconductoras de capa individual.

Todo el proceso también es relativamente simple en comparación con otras técnicas como la caracterización estructural de los cristales de la capa de molibdeno di seleniuro, como se describe en el protocolo de texto adjunto. Comienza la fabricación de los dispositivos Nano Krystal de la capa de molibdeno di selenida. Primero, limpie un par de pinzas con acetona y luego con alcohol.

Use las pinzas para recoger de cuatro a ocho piezas de cristales de la capa de di seleniuro de molibdeno con una superficie brillante y un área mayor de 0,5 milímetros por 0,5 milímetros. Coloque cada cristal en un trozo de cinta adhesiva con un área de 20 milímetros por 60 milímetros. Dobla la cinta por la mitad para exfoliar la capa.

Cristal, repita esta acción aproximadamente 20 veces. Por lo general, los cristales de capa se pueden descascarillar en numerosos cristales de tamaño micrométrico. Obtenga tres sustratos de silicio recubiertos de dióxido de silicio con 16 electrodos de oro y titanio pre-PA en la superficie.

El área de cada plantilla debe ser de aproximadamente cinco milímetros por cinco milímetros cuadrados. Coloque la cinta para cortar en cubitos con la capa de polvo nano Krystal al revés en cada plantilla de dispositivo. Golpee ligeramente la cinta para cortar en cubitos de modo que caigan aproximadamente de 10 a 100 piezas de cristales de capa de diseleniuro maum sobre cada plantilla.

Monte las plantillas preparadas en un soporte de haz de iones enfocado con cinta de lámina de cobre conductora. A continuación, cargue el soporte en la cámara del haz de iones enfocado. Evacúe la cámara a una vez 10 al quinto milibar haciendo clic en bomba.

Para el modo SEM, ajuste la corriente del haz de electrones a 41 picos amperios y el voltaje de aceleración a 10 kilovoltios. A continuación, para el modo FIB, ajuste la corriente del haz de iones a 0,1 nanoamperios y el voltaje de aceleración a 30 kilovoltios. A continuación, caliente el sistema de haz de iones y el sistema de inyección de gas.

Encienda el haz de electrones haciendo clic en el botón haz de electrones y enfoque la imagen con un aumento bajo de 100x. A continuación, establezca la distancia de trabajo axial Z en 10 milímetros para el modo SEM. Ahora aumente el aumento a 5.000 x y concéntrese en la muestra.

Una vez enfocado, introduzca un ángulo de inclinación de 52 grados en el menú de navegación para inclinar el ángulo del soporte. A continuación, seleccione molibdeno di selenide de forma rectangular y cuadrada. Capas de nanocristales con un espesor que oscila entre los cinco y los 3000 nanómetros.

Para la fabricación de electrodos, tome imágenes SCM del material prístino objetivo a diferentes aumentos que van desde 1000 x a 10, 000 x antes de la fabricación del electrodo. A continuación, cambie al modo de haz de iones enfocado y tome una imagen usando el modo de instantánea para reducir el tiempo de exposición del material objetivo bajo el bombardeo de haz de iones. Defina el área de deposición del electrodo seleccionando primero el modo de deposición de platino y luego ingrese el grosor de 0,2 a 1,0 micras.

A continuación, introduzca el capilar del sistema de inyección de gas en la cámara haciendo clic en la caja de deposición de platino en el bloque de inyección de gas. Tome otra imagen utilizando el modo instantánea y modifique la posición de los electrodos. Si el patrón definido originalmente cambia ligeramente, active la deposición del haz de iones enfocado Después de la deposición, retire el capilar del sistema de inyección de gas deshaciendo el clic en el cuadro de deposición de platino.

A continuación, cambie al modo de microscopio electrónico de barrido y tome imágenes con diferentes aumentos de los dispositivos terminados con dos o cuatro electrodos. Después de tomar las imágenes, ajuste el ángulo de inclinación del soporte, vuelva a cero grados y tome imágenes adicionales de la vista superior con diferentes aumentos para estimar el ancho del material y la distancia entre electrodos. Cuando termine, apague los sistemas de haz de electrones y haz de iones y enfríe el sistema de inyección de gas.

Además, ventile la cámara con gas nitrógeno y luego saque el soporte de la cámara. Finalmente, cierre la puerta de la cámara y evacúe la cámara. Una última vez.

Aquí se muestran imágenes representativas de microscopio electrónico de barrido de campo de los dos dispositivos IDE de molibdeno terminal y cuatro terminales. Después de usar un FM para estimar la altura de una serie de nano escamas, los contactos ómicos de los dispositivos se pueden caracterizar midiendo la relación entre corriente y voltaje. Las curvas de voltaje de corriente de este dispositivo siguen una relación lineal que confirma la condición de contacto ómico de los dispositivos de di seleniuro de molibdeno.

Una imagen de microscopía electrónica de transmisión transversal de la interfaz de platino molibdeno di seleniuro muestra que se formó una capa de aleación de aproximadamente 25 a 30 nanómetros entre el platino y el seleniuro de molibdeno debido al bombardeo de haz de iones. Una imagen TEM de alta resolución de la interfaz muestra que se forma una aleación amorfa en la superficie del monocristalino de molibdeno di selenuro. Esta aleación consiste en una mezcla de molibdeno, selenio y platino en una proporción de dos a cuatro a uno una vez dominada.

Esta técnica se puede realizar en horas si se realiza correctamente después de su desarrollo. Esta técnica abre el camino para los investigadores en el campo de la nanotecnología y la ciencia de los materiales, por lo que explora las propiedades eléctricas en sus sistemas de materiales semiconductores.