Fabrication d'oxydes complexes spatialement confinés

L’objectif global de cette procédure est de construire des couches minces d’oxyde complexes confinées dans l’espace pour les mesures de transport d’électrons. Ceci est accompli en cultivant d’abord des films minces de ménonite monocristallin à l’aide d’un dépôt laser pulsé. La deuxième étape consiste à utiliser des techniques de photolithographie pour graver des films cultivés à la taille et à la géométrie souhaitées.

Ensuite, préparez les appareils pour les mesures de transport en créant une faible résistance pour les contacts de la sonde et en les fixant au système de mesure. La dernière étape consiste à effectuer des mesures de résistivité de 300 à cinq kelvins en utilisant divers champs magnétiques appliqués. En fin de compte, les dispositifs confinés lithographiquement sont utilisés pour montrer que le transport peut être dominé en isolant un ou quelques domaines électroniques, ce qui force les électrons sondeurs à interagir avec plusieurs régions, par opposition à un simple chemin de moindre résistance et aux structures non confinées.

Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes telles que la lithographie par faisceau d’électrons et les gens sont sur la réunion de faisceau, est qu’un échantillon peut être traité rapidement et sans dommages à l’implantation ionique. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés telles que la façon dont la compétition de phase électronique et les longueurs de corrélation électronique entraînent des phénomènes émergents de matériaux fortement corrélés. Pour commencer, nettoyez un substrat monocristallin de titanate de strontium de cinq millimètres sur cinq millimètres sur 0,5 millimètre avec un angle de coupe inférieur à 0,1 degré avec de l’acétone, puis arrosez dans un nettoyeur à ultrasons pendant 10 minutes.

Ensuite, formez une terminaison de dioxyde de titane sur le titanate de strontium en gravant le substrat dans du fluorure d’hydrogène à 10 % pendant 30 secondes. Ensuite, rincez le substrat à l’eau pendant une minute et agenouillez-vous à 1100 degrés Celsius pendant 10 heures. Une fois l’agenouillement terminé, le substrat est refroidi à température ambiante, monté sur un appareil de chauffage adapté aux conditions de vide ultra-poussé et placé-le dans une chambre à vide.

Ensuite, ouvrez la source d’oxygène de la chambre pour remplir la chambre avec une fois 10 puissance moins quatre pour l’oxygène. Augmentez la température du four à 800 degrés Celsius et laissez le substrat reposer pendant 20 minutes. Surveillez la température à l’aide d’un paramètre de contrôle par ordinateur ou d’un couple de thermocouples.

Pour commencer le dépôt du film. Démarrez un laser à impulsions extrêmes en utilisant une fluence laser d’un à deux joules par centimètre carré et une fréquence laser d’un ou deux hertz. Les impulsions laser frapperont le matériau cible et généreront un flux de panache.

Le flux pénétrera à travers l’environnement d’oxygène et se déposera sur le substrat. Pendant le dépôt du film. Utilisez la diffraction des électrons par réflexion à haute énergie comme décrit par HME et d’autres pour surveiller la croissance des cellules unitaires et confirmer la qualité de surface.

Cette technique permet de surveiller très clairement l’épaisseur du film lorsque le film est de l’épaisseur souhaitée, d’éteindre le laser et de diminuer la température de l’appareil de chauffage à une vitesse de cinq degrés Celsius par minute. Une fois que le radiateur est refroidi à température ambiante, éteignez la source d’oxygène et retirez l’échantillon. Ensuite, effectuez XC deux A à genoux pour éliminer les carences en oxygène qui peuvent s’être accumulées.

Alors accomplissez cela. Placez l’échantillon dans un four tubulaire sous une atmosphère d’oxygène circulant. Ensuite, augmentez la température de 20 degrés Celsius à 700 degrés Celsius à cinq degrés Celsius par minute, et pendant deux heures, puis diminuez la température de 700 degrés Celsius à 20 degrés Celsius à deux degrés Celsius par minute.

Il est important de ne jamais placer une aiguille à des températures plus élevées que celles utilisées pendant la croissance du film. Lorsque vous remplissez les postes vacants d’oxygène, nettoyez d’abord l’échantillon par ultrasons avec de l’acétone, puis de l’eau pendant 10 minutes chacun. Utilisez un microscope optique pour vérifier que la surface de l’échantillon est exempte de grosses particules.

Spinco suivant à une couche d’un micron d’épaisseur de AZ 180 1. Résistez à trois pieds en faisant tourner une seule goutte à 6 000 tr/min pendant 80 secondes, puis placez un échantillon sur une plaque chauffante à 115 degrés Celsius pendant deux minutes pour durcir la résine photosensible. Une fois la résine photosensible refroidie, vérifiez la qualité du revêtement au microscope optique.

Si le revêtement est uniforme et ne présente pas de bulles, placez un échantillon dans un aligneur d’AMM et exposez-le sous un masque lithographique prédéfini à l’aide d’une lumière UV pendant neuf secondes avec une dose d’exposition de 90 millijoules par centimètre carré, puis chauffez l’échantillon de photorésistance sur une plaque chauffante à 115 degrés Celsius pendant 80 secondes. Pour durcir davantage la photo exposée, résistez ensuite, transférez l’échantillon dans la solution de révélateur pendant 25 à 35 secondes, puis rincez-le à l’eau pendant 30 secondes. La partie de la résine photoélectrique non couverte par le masque est emportée tandis que la partie qui était couverte reste.

Ensuite, à l’aide d’une pince à épiler en plastique, rincez l’échantillon dans une solution de gravure pendant environ 10 secondes. La partie non protégée du film mince est gravée au cours de cette étape. Après 10 secondes, rincez immédiatement l’échantillon à l’eau pure pendant 60 secondes.

Utilisez ensuite un microscope optique pour voir si le film mince a été correctement gravé. Sinon, mordez pendant deux à trois secondes de plus et rincez immédiatement à nouveau à l’eau pure. Une fois la gravure correcte obtenue, rincez l’échantillon à l’acétone pendant 20 secondes.

Pour éliminer la résine photosensible restante, vérifiez à nouveau la qualité de l’échantillon à l’aide d’un microscope optique. À l’aide d’un masque photo approprié, évaporez cinq nanomètres de titane et 100 nanomètres d’or sur l’échantillon. À l’aide d’un évaporateur à faisceau d’électrons à une pression de fond de un fois 10 puissance moins cinq, utilisez un taux d’évaporation de deux angströms par seconde pour le titane et de 15 angströms par seconde pour l’or.

Ensuite, retirez la résine photosensible en rinçant l’échantillon et l’acétone pendant une minute. Ensuite, examinez les tampons au microscope pour confirmer leur qualité de rinçage. Une acétone ne laissera que la géométrie souhaitée du tampon de contact.

Utilisez du vernis GE pour monter l’échantillon sur la rondelle d’échantillon. Attendez 15 minutes pour que l’échantillon durcisse, puis montez la rondelle sur l’étage de liaison de fil. Enfin, utilisez la soudeuse de fils pour connecter les fils d’aluminium à l’échantillon.

Vous êtes maintenant prêt à effectuer des mesures électriques. Au cours de cette procédure, les films peuvent être facilement surgravés et détruire l’échantillon en quelques secondes seulement. Sur la gauche se trouve un échantillon correctement gravé pendant 15 secondes.

Au bout de 21 secondes, la structure souhaitée est endommagée et au bout de 25 secondes, elle est en grande partie retirée. Le processus illustré ici produira un échantillon avec des contacts électriques pour le transport de quatre sondes. Cela facilite la création de connexions de fils entre l’échantillon résultant et des éléments tels que la rondelle de résistivité.

Le développement de cette technique a permis aux chercheurs d’explorer la séparation électronique des phases dans des matériaux fortement corrélés. Après avoir regardé cette vidéo, nous devrions avoir une bonne compréhension de la façon de confiner des films d’oxyde complexes pour l’étude des faces électroniques concurrentes résidant dans le.