Name: Electron Channeling Contrast Imaging per Rapid III-V eteroepitassiale Caratterizzazione (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-07-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 50 s
Description: Scopri l'imaging a contrasto di canalizzazione elettronica per caratterizzare difetti cristallini in film sottili III-V/Si. Questa tecnica SEM offre risultati equivalenti alla TEM con tempi di preparazione ridotti.

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Questo lavoro è stato supportato dal Dipartimento dell'Energia nell'ambito del programma FPACE (DE-EE0005398), dall'Ohio State University Institute for Materials Research e dal Programma di Terza Frontiera dell'Ohio Office of Technology Investments.

Questo protocollo è stato scritto con un presupposto che il lettore avrà una chiara visione di funzionamento standard SEM. A seconda del produttore, modello, e anche la versione del software, ogni SEM può avere significativamente differenti interfacce hardware e / o software. Lo stesso si può dire per quanto riguarda la configurazione interna dello strumento; l&#39;operatore deve essere prudenti e attenti quando si segue questo protocollo, come anche relativamente piccoli cambiamenti nella dimensione del campione / geometria, orientamento del campione (inclinazione, rotazione), e distanza di lavoro, possono presentare un rischio per entrare in contatto con il polo pezzo, soprattutto se Non all&#39;altezza eucentrica. Le istruzioni fornite qui sono per lo strumento utilizzato per eseguire questo lavoro, una FEI Sirion SEM equipaggiato con una pistola ad emissione di campo e uno standard, polo pezzo montato, anulare Si backscatter rivelatore. Pertanto, è imperativo che il lettore a capire come eseguire le operazioni equivalenti sul proprio attrezzature specifiche. </p&gt; Preparazione 1. Campione <ol><li> Campione fende, GaP / Si per questo studio, in un formato adatto a seconda delle dimensioni del campione SEM monte che deve essere utilizzato. Nota: Il campione può essere di soli 5 mm x 5 mm grande come un wafer completo (lungo 4 pollici), a seconda della geometria interna del SEM utilizzato e la superficie della camera del campione space.The disponibili dovrebbe essere molto pulito e privo di contaminazione che potrebbe disturbare la canalizzazione (ad es., cristallino o ossidi nativi amorfi). </li><li> Mettere il campione sul campione SEM monte. Nota: Il metodo di montaggio può variare a seconda del tipo di SEM stub utilizzato, generalmente è una a clip o attraverso adesivo (ad esempio, un nastro di carbonio, vernice argento.). Il metodo di posizionamento deve garantire che il campione non si muoverà e che è elettricamente collegato a terra per evitare cariche campione. </li></ol> 2. Caricare campione <ol><li> Vent il SEM facendo clic sul pulsante &#39;Vent&#39; nelinterfaccia software e inserire il campione dopo aver raggiunto la pressione atmosferica. </li><li> Prima di chiudere la porta SEM, assicurare che il campione sia ad una altezza adeguata, in modo da non colpire il rivelatore BSE all&#39;atto dello spostamento nel SEM. </li><li> Pompare giù il SEM facendo clic sul pulsante &#39;pompa&#39; nell&#39;interfaccia software. Attendere sistema indica che la pressione è sufficientemente bassa per avviare le misurazioni. </li></ol> 3. Impostare adeguate condizioni di lavoro <ol><li> Accendere il fascio di elettroni tramite il pulsante di controllo nell&#39;area di controllo &#39;Fascio&#39; e impostare la tensione di accelerazione mediante il menu a discesa &#39;Beam&#39; nell&#39;interfaccia software. Per il lavoro qui presentato, è stato utilizzato 25 kV. </li><li> Impostare la corrente del fascio su un valore appropriato tramite il menu a discesa &#39;Beam&#39;. Questo è determinato nel sistema utilizzato qui attraverso la dimensione dello spot, che è stato fissato al 5 (circa 2,4 nA). Nota: la corrente abbagliante è tipicamente necessaria because il segnale ECCI è generalmente debole e la corrente più grande consente un&#39;immagine più distinguibile. </li><li> Utilizzando il rivelatore di elettroni secondari, regolare la messa a fuoco dell&#39;immagine e stigmation tramite l&#39;interfaccia software. Nota: Questa operazione viene eseguita qui facendo clic destro e trascinando il mouse sull&#39;interfaccia del software; verticale per messa a fuoco, orizzontale per stigmation. Inoltre, di solito è utile per trovare una piccola particella o feature di superficie sul campione di fornire un chiaro oggetto di messa a fuoco / stigmation. </li><li> Portare il campione nella distanza di lavoro verticale incrementale cambiando la posizione Z della fase e regolazione della messa a fuoco e stigmation come necessario. La posizione Z viene modificato tramite il menu a discesa &#39;Z&#39; nella zona di controllo della &#39;Stage&#39; dell&#39;interfaccia software. Per il lavoro qui descritto, una distanza di lavoro di 5 mm al posto uguale in altezza eucentrica e previsto un forte segnale ECCI. </li></ol> 4. I dettagli di Campione ECP &lt;ol&gt; <li> Passare in modalità di BSE attraverso il menu a discesa &#39;Detectors nell&#39;interfaccia software. </li><li> Diminuire ingrandimento per il suo valore più basso (27x), che avviene qui tramite la tastiera del computer meno (-) Tasto, per visualizzare il ECP. </li><li> Regolare la velocità di scansione, fatto qui tramite il menu a discesa &#39;Scan&#39;, per fornire un&#39;immagine con sufficiente (ad es., Scansione lenta piuttosto che modalità TV) segnale-rumore. Nota: L&#39;Averaging o integrare l&#39;immagine potrebbe essere necessario per ottenere una più chiara, un&#39;immagine più distinguibile. </li><li> Regolare il contrasto e la luminosità, compiuto qui tramite il &#39;contrasto&#39; e cursori &#39;luminosità&#39;, per contribuire a migliorare la visibilità del ECP, facendo attenzione a non oversaturate. </li><li> Regolare la rotazione del campione e inclinare, utilizzando la &#39;R&#39; e le voci di &#39;T&#39; nella zona di controllo &#39;Stage&#39; nell&#39;interfaccia software, per contribuire a rendere le caratteristiche del modello di canalizzazione più evidente. Campione rotation comporta una rotazione della ECP (come mostrato in figura 2) e ribaltamento si tradurrà in una traduzione della ECP (come mostrato in Figura 3). </li></ol> 5. Immagine Difetti / Caratteristiche <ol><li> Regolare l&#39;inclinazione e la rotazione del campione, come descritto al punto 4.5, per impostare la condizione di diffrazione desiderato. Realizzare questo traducendo e / o la rotazione della ECP per allineare il Kikuchi limite di banda di destinazione (ad esempio, punto di svolta tra la band Kikuchi luminoso e la sua associata linea di Kikuchi scuro) con l&#39;asse ottico SEM. Mentre massima canalizzazione effettivamente avviene alla linea di Kikuchi, allineando nel metodo qui descritto fornisce contrasto visualizzazione per i difetti con entrambi i livelli di contrasto chiari e scuri (vedi figure 4 e 5). </li><li> Una volta che la condizione di diffrazione desiderato è raggiunto, aumentare l&#39;ingrandimento, fatta qui tramite la tastiera tasto più (+). </li><li> Ridefinire immagine e regolare per stigmation, come descritto al punto 3.2. Nota: Qui, il focus e stigmation è meglio regolata rispetto al difetto / caratteristica specifica di essere ripreso. </li><li> Poiché piccole deviazioni dal bordo della banda possono fare grandi differenze nella comparsa del difetto di destinazione o funzione, ottimizzare la condizione di diffrazione facendo piccolo (non più di adattamenti del tilt campione ortogonalmente alla banda / linea Kikuchi di interesse, mentre guardando una funzionalità specifica per il massimo contrasto. Si noti che lo spostamento verso l&#39;interno della banda Kikuchi tipicamente ridurre il relativo contrasto delle caratteristiche &quot;luminosi&quot;, mentre lo spostamento verso l&#39;esterno della banda (verso la linea Kikuchi) tipicamente ridurre il contrasto relativo di caratteristiche &quot;dark&quot;. </li><li> Una volta ottenuto il contrasto desiderato, diminuire l&#39;ingrandimento per verificare che la stessa banda è ancora o molto vicino all&#39;asse ottico; troppa inclinazione può cambiare la condizione di diffrazione del tutto. </li></ol>

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</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Una tensione di accelerazione di 25 kV è stata utilizzata per questo studio. La tensione di accelerazione determina la profondità di penetrazione del fascio di elettroni; con una maggiore tensione di accelerazione, ci sarà segnale BSE proveniente da profondità maggiori nel campione. L&#39;alta tensione di accelerazione è stato scelto per questo sistema perché permette la visibilità di dislocazioni che sono lontane dalla superficie del campione, sepolte all&#39;interfaccia. Altri tipi di difetti / caratteristiche potrebb...

Caratterizzazione dettagliata dei difetti cristalline e microstruttura è un aspetto di vitale importanza dei materiali semiconduttori e di ricerca del dispositivo dato che tali difetti può avere un impatto significativo e negativo sulle prestazioni del dispositivo. Attualmente, la microscopia elettronica a trasmissione (TEM) è la tecnica più ampiamente accettato e utilizzato per la caratterizzazione dettagliata dei difetti estesi - dislocazioni, difetti impilabili, gemelli, domini antifase, ecc - perché consente la ripresa diretta di una vasta gamma di difetti con ampio risoluzione spaziale. Purtroppo, TEM è un approccio fondamentalmente a basso rendimento a causa di tempi di preparazione del campione lunghi, che può portare a notevoli ritardi e le strozzature nei cicli di ricerca e sviluppo. Inoltre, l&#39;integrità del campione, ad esempio in termini di stato di deformazione come coltivata, può essere modificato durante la loro preparazione, lasciando la possibilità di risultati adulterati. Electron canalizzazione coImaging ntrast (ECCI) è complementare, ed in alcuni casi potenzialmente superiore, la tecnica a TEM quanto fornisce un&#39;alternativa, approccio high-throughput per l&#39;imaging gli stessi difetti estesi. Nel caso di materiali epitassiali, campioni devono poca o nessuna preparazione, rendendo ECCI molto più tempo efficiente. Inoltre vantaggioso è il fatto che ECCI richiede solo un campo emissione microscopio elettronico a scansione (SEM) dotato anulare pole-pezzo campione montato backscatter elettroni (BSE) rivelatore; geometria forescatter può anche essere utilizzato, ma richiede apparecchi leggermente più specializzato e non è discusso qui. Il segnale ECCI è composto da elettroni che sono stati anelasticamente sparsi fuori della a-going fascio canalizzata (elettroni fronte d&#39;onda), e attraverso molteplici ulteriori eventi di scattering anelastico, sono in grado di sfuggire il campione indietro attraverso la superficie. 1 Simile a bi- fascio TEM, è possibile effettuare ECCI a condizioni di diffrazione specifiche nel SEM da Orienting il campione in modo che il fascio di elettroni incidente soddisfa una condizione di Bragg cristallografica (cioè, canalizzazione), determinato con basso ingrandimento elettrone canalizzazione pattern (ECP); 1,2 vedi Figura 1 per un esempio. Semplicemente, ECP forniscono una rappresentazione orientamento spazio-fascio incidente diffrazione elettronica / canalizzazione. 3 linee scure derivanti dal segnale basso backscatter indicano orientamenti fascio-campione in cui sono soddisfatte le condizioni di Bragg (es., Linee Kikuchi), da cui si ricava una forte canalizzazione, mentre il regioni luminosi indicano alto backscatter, condizioni non diffrattivi. Al contrario di modelli Kikuchi prodotti via elettroni backscatter diffrazione (EBSD) o TEM, che si formano attraverso diffrazione degli elettroni in uscita, ECP sono il risultato di incidente diffrazione elettronica / canalizzazione. In pratica, le condizioni di diffrazione controllate per ECCI si ottengono regolando l&#39;orientamento del campione, via inclinazione e / o la rotazione in basso ingrandimento, in modo tale che la funzione ECP che rappresenta la condizione di Bragg ben definito di interesse - per esempio, un [220] banda Kikuchi / linea [400] o - è coincidente con l&#39;asse ottico del SEM . Transizione ad alto ingrandimento, allora, a causa della conseguente restrizione della gamma angolare del fascio di elettroni incidenti, seleziona in modo efficace per un segnale BSE corrispondente idealmente solo dispersione dalla condizione di diffrazione prescelto. In questo modo è possibile osservare difetti che forniscono contrasto di diffrazione, come dislocazioni. Proprio come in TEM, il contrasto di imaging presentato da tali difetti è determinata dai criteri invisibilità standard, g · (b x u) = 0 e g · b = 0, dove g rappresenta il vettore di diffrazione, b il vettore hamburger, e u la linea di direzione. 4 Questofenomeno si verifica perché gli elettroni solo diffratti dagli aerei falsata dal vizio conterrà informazioni su detto difetto. Fino ad oggi, è prevalentemente ECCI stato utilizzato per le caratteristiche dell&#39;immagine e difetti vicino o alla superficie del campione di tali materiali funzionali come GaSb, 5 SrTiO 3, 5 GaN, 6-9 e SiC. 10,11 Questa limitazione è il risultato della superficie natura -sensitive del segnale ECCI stessa, in cui la BSE che compongono il segnale proviene da un intervallo di profondità di circa 10 - La 100 nm. Il contributo più significativo a questo limite di risoluzione profondità è quello di ampliare e smorzamento in corso fronte d&#39;onda di elettroni (elettroni canalizzati), in funzione della profondità nel cristallo, a causa della perdita di elettroni ad eventi di scattering, che riduce la massimo segnale di BSE potenziale. 1, tuttavia, un certo grado di risoluzione di profondità è stato segnalato in precedenti lavori su Si 1-x Ge x / Si eIn x Ga 1-x As / eterostrutture GaAs, 12,13 così come più recentemente (e nel presente documento) dagli autori di eterostrutture GaP / Si, 14 dove ECCI è stato usato per lussazioni immagine disadattati sepolti all&#39;interfaccia eteroepitassiale reticolo-non corrispondenti a profondità fino a 100 nm (con profondità maggiori probabilità possibili). Per il lavoro qui descritto, ECCI viene usato per studiare GaP ottenuti per crescita epitassiale su Si (001), un complesso sistema di integrazione di materiali con l&#39;applicazione nei confronti di settori quali il fotovoltaico e optoelettronica. GaP / Si è di particolare interesse come potenziale percorso per l&#39;integrazione di metamorfica semiconduttori III-V (reticolo corrispondenti) su substrati di Si convenienti. Per molti anni gli sforzi in questa direzione sono stati afflitti dalla generazione incontrollata di un gran numero di difetti legati eterovalente nucleazione, compresi settori antifase, faglie accatastamento e microtwins. Tali difetti sono dannose per le prestazioni del dispositivo, espefotovoltaico special-, a causa del fatto che possono essere elettricamente attiva, in qualità di centri di vettore di ricombinazione, e possono anche ostacolare interfacciale dislocazione glide, portando a densità più elevate di dislocazione. 15 Tuttavia, i recenti sforzi da parte degli autori e altri hanno portato allo sviluppo di successo di processi epitassiali in grado di produrre film GaP-on-Si libera di questi difetti di nucleazione legati, 16-19 preparando così il terreno per continuare il progresso. Tuttavia, a causa della piccola, ma non trascurabile, mismatch reticolare tra Gap e Si (0,37% a temperatura ambiente), la generazione di dislocazioni misfit è inevitabile, e anzi necessario per produrre epistrati completamente rilassato. Gap, con la sua struttura blenda di zinco a base di FCC, tende a cedere 60 ° dislocazioni tipo (bordo misto e vite) sul sistema di scorrimento, che sono glissile e può alleviare grandi quantità di filtrare con lunghezze di scorrimento lunghe nette. Complessità supplementare è anche introdotto dalla mancata corrispondenzaGAP e Si coefficienti di dilatazione termica, che si traduce in un aumento lattice disallineamento con l&#39;aumentare della temperatura (es., ≥ 0,5% misfit a temperature di crescita tipici). 20 Poiché i segmenti dislocazione filettatura che compongono il resto del ciclo misfit dislocazione (insieme il misfit interfacciale e la superficie di cristallo) sono ben noti per i loro associati non radiative proprietà vettore di ricombinazione, e le prestazioni del dispositivo così degradato, 21 è importante per comprendere appieno la natura e l&#39;evoluzione tale che il loro numero può essere minimizzato. Caratterizzazione dettagliata delle dislocazioni disadattati interfacciali può quindi fornire una notevole quantità di informazioni sulla dinamica dislocazione del sistema. Qui, descriviamo il protocollo per l&#39;utilizzo di un SEM per eseguire ECCI e fornire esempi di sue capacità e punti di forza. Un importante distinzione è l&#39;uso di ECCI effettuare caratterizzazione microstrutturalezione del genere in genere eseguita tramite TEM, mentre ECCI fornisce i dati equivalenti, ma in un arco di tempo molto più breve a causa delle riduzione significativa necessità di preparazione dei campioni; nel caso di campioni epitassiali con superfici relativamente lisce, vi è effettivamente nessuna preparazione campione richiesta affatto. L&#39;uso di ECCI per definizione generale di difetti e dislocazioni misfit è descritto, con alcuni esempi di difetti cristallini osservati forniti. L&#39;impatto di criteri invisibilità sul contrasto di imaging osservata di una matrice di dislocazioni misfit interfacciali viene poi descritto. Questa è seguita da una dimostrazione di come ECCI può essere utilizzato per eseguire modi importanti di caratterizzazione - in questo caso uno studio per determinare lo spessore critico GAP-on-Si per lussazione nucleazione - fornire dati TEM-like, ma dalla convenienza di un SEM e in tempi notevolmente ridotti.

<table><tbody><tr><td>Sirion Field Emission SEM</td><td>FEI/Phillips</td><td>516113</td><td>SEM a emissione di campo con intervallo di tensione del fascio di 200 V - 30 kV, dotato di un rivelatore di elettroni retrodiffuso</td></tr><tr><td>Campione di interesse</td><td>Prodotto</td><td></td> internamente <td>Sintetizzato/cresciuto internamente tramite MOCVD</td></tr><tr><td>PELCO SEMClip</td><td>Ted Pella, Inc.</td><td>16119-10</td><td>Stub di campione SEM riutilizzabile e non adesivo (funziona anche l'attacco adesivo)</td></tr></tbody></table>

electron channeling contrast imaging per rapid iii-v eteroepitassiale caratterizzazione

Electron Channeling Contrast Imaging for Rapid III-V Heteroepitaxial Characterization

Le dislocazioni di disadattamento in strati eteroepitassiali di GaP cresciuti su substrati di Si(001) sono caratterizzate attraverso l'uso dell'imaging a contrasto a canalizzazione elettronica (ECCI) in un microscopio elettronico a scansione (SEM). L'ECCI consente l'imaging di difetti e caratteristiche cristallografiche in condizioni di diffrazione specifiche, in modo simile a quello possibile tramite la microscopia elettronica a trasmissione plan-view (PV-TEM). Un particolare vantaggio della tecnica ECCI è che richiede poca o nessuna preparazione del campione, e in effetti può utilizzare campioni di grandi dimensioni, come prodotto, rendendola un metodo di caratterizzazione della produttività considerevolmente più elevato rispetto alla TEM. Analogamente al TEM, con l'ECCI si possono ottenere diverse condizioni di diffrazione inclinando e ruotando il campione nel SEM. Questa capacità consente l'imaging selettivo di difetti specifici, come le lussazioni di disadattamento all'interfaccia GaP/Si, con elevati livelli di contrasto, determinati dai criteri di invisibilità standard. Viene descritto un esempio di applicazione di questa tecnica in cui l'imaging ECCI viene utilizzato per determinare lo spessore critico per la nucleazione della dislocazione per GaP-on-Si mediante l'imaging di una gamma di campioni con vari spessori di epilayer GaP. Esempi di micrografie ECCI di ulteriori tipi di difetti, tra cui dislocazioni di filettatura e un difetto di impilamento, sono forniti come dimostrazione della sua ampia applicabilità, simile a quella TEM. In definitiva, la combinazione di capacità simili a quelle della TEM – alta risoluzione spaziale e ricchezza di dati microstrutturali – con la convenienza e la velocità del SEM, posiziona l'ECCI come un potente strumento per la rapida caratterizzazione dei materiali cristallini.

The Gap / campioni Si per questo studio sono state coltivate da deposizione di vapore chimico metallo-organici (MOCVD) in un Aixtron 3 × 2 reattore doccia monoblocco seguente processo eteroepitassiale &#39;precedentemente segnalato dagli autori. 17 Tutti crescite sono state effettuate su 4 pollici Si ( 001) substrati con misorientation intenzionale (sfridi) del 6 ° verso [110]. Tutte immagini ECCI è stata effettuata su campioni coltivati ​​senza ulteriore preparazione dei campioni di sorta (a parte l&#39;ades...

Viene descritto l'uso dell'imaging a contrasto a canalizzazione elettronica in un microscopio elettronico a scansione per caratterizzare i difetti nei film sottili eteroespitassiali III-V/Si. Questo metodo produce risultati simili alla microscopia elettronica a trasmissione plan-view, ma in un tempo significativamente inferiore a causa della mancanza della preparazione del campione richiesta.

Electron Channeling Contrast Imaging per Rapid III-V eteroepitassiale Caratterizzazione

Misfit dislocations in heteroepitaxial layers of GaP grown on Si(001) substrates are characterized through use of electron channeling contrast imaging ...

Il concetto fondamentale di questa tecnica consiste nell'utilizzare i fenomeni di canalizzazione degli elettroni e di retrodiffusione all'interno di un microscopio elettronico a scansione come metodo per ottenere immagini basate sulla diffrazione di difetti cristallini. Utilizzando il pattern di canalizzazione degli elettroni come guida, il campione viene orientato all'interno del microscopio per stabilire condizioni di diffrazione di Bragg tra il fascio elettronico e i piani cristallini. Ciò determina la canalizzazione degli elettroni e, di conseguenza, una bassa emissione di elettroni retrodiffusi.In condizioni di diffrazione, i difetti cristallini generano perturbazioni nei piani reticolari che diffondono gli elettroni fuori dal fascio canalizzato, creando aree localizzate con segnale aumentato di retrodiffusione. Queste caratteristiche di difetto possono essere efficacemente visualizzate spostando il fascio di elettroni sulla superficie del campione e mappando il segnale di retrodiffusione degli elettroni. Le immagini risultanti sono equivalenti a quelle ottenute mediante TEM, ma vengono prodotte in una frazione del tempo, rendendo questa tecnica un potente metodo di caratterizzazione rapida applicabile in un'ampia gamma di settori della ricerca sui materiali cristallini. La caratterizzazione dei difetti cristallini e della microstruttura è estremamente importante per quasi ogni campo della ricerca sui materiali.Questo è particolarmente vero per i materiali fotovoltaici ed elettronici ottici che il nostro gruppo studia. Il metodo standard utilizzato per questo tipo di analisi è la microscopia elettronica a trasmissione (TEM), ma a causa della spesso lunga preparazione del campione, che include un'ampia riduzione dello spessore, ciò porta spesso a caratterizzazioni di routine, colli di bottiglia o rallentamenti, oltre a potenziali problemi legati al danneggiamento del campione. Il vantaggio principale dell'EI è che viene eseguita in un microscopio elettronico a scansione (SEM), strumenti generalmente più accessibili, che consentono inoltre l'uso di campioni molto più grandi e, di conseguenza, aree di analisi più estese.Utilizzando questo metodo per i nostri materiali epic taxal, possiamo tipicamente utilizzare campioni già cresciuti senza ulteriore preparazione. Questo presenta il vantaggio non solo di garantire l'integrità del campione e quindi l'accuratezza analitica, ma permette anche una produttività molto più elevata, risparmiando tempo e risorse. Prelevare un campione spesso 50 nanometri di fosfato di gallio cresciuto su un substrato di silicio orientato 0 0 1 per lo strumento utilizzato in questo caso.Un microscopio elettronico a scansione (SEM) con emissione di campo FEI siriano. Una dimensione del campione di circa cinque millimetri per cinque millimetri è sufficiente. Successivamente, fissare il piccolo chip al supporto del campione per SEM utilizzando una clip o un adesivo conduttivo, piegare la camera del SEM ed inserire il supporto del campione nel portacampione.Verificare che l'altezza del campione non interferisca con il rilevatore di elettroni retrodiffusi prima di chiudere lo sportello del microscopio elettronico a scansione (SEM). Successivamente, effettuare la messa a vuoto della camera del SEM e attendere finché il sistema non indica che la pressione è sufficientemente bassa per iniziare le misurazioni. Passare al rilevatore di elettroni secondari attraverso il menu del rilevatore.Quindi accendere il fascio di elettroni cliccando sul pulsante corrispondente nell'area di controllo del fascio e impostare la tensione di accelerazione a 25 chilovolt. Successivamente, impostare la corrente del fascio su cinque, che in questo caso corrisponde a circa 2,4 nanoampere. Utilizzando il rivelatore di elettroni secondari, focalizzare una piccola particella o una caratteristica specifica e regolare la messa a fuoco dell'immagine facendo clic con il tasto destro e trascinando il mouse orizzontalmente sull'interfaccia software.Quindi tenere premuto il tasto Maiusc e trascinare verticalmente e orizzontalmente per regolare l'ion. Successivamente, spostare il campione nella distanza di lavoro verticale. Modificando in modo incrementale la posizione Z del palchetto e regolando messa a fuoco se necessario, aggiustare la posizione Z fino a raggiungere una distanza di lavoro di cinque millimetri.Passare alla modalità di retrodiffusione degli elettroni tramite il menu a discesa del rilevatore nell'interfaccia software. Successivamente, ridurre l'ingrandimento al valore minimo, che in questo caso è circa 27 x. Quindi, regolare l'immagine, il contrasto e la luminosità per migliorare la visibilità del pattern di canalizzazione degli elettroni.Avendo cura di non sovrasaturare l'immagine, regolare la rotazione e l'inclinazione del campione utilizzando i campi r e t nell'area di controllo dello stadio, al fine di rendere più evidenti le caratteristiche del modello di canalizzazione. A seconda del campione e dello strumento utilizzato, il modello di canalizzazione può risultare in certa misura difficile da vedere. Effettuare piccole regolazioni dell'inclinazione e della rotazione del campione che determinino un movimento relativo del modello di canalizzazione può aiutare a catturare l'attenzione dell'utente.Abilitare il marcatore dell'asse ottico facendo clic sul pulsante target, regolare la rotazione e l'inclinazione del campione per allineare la fascia CCI del target con l'asse ottico del SEM, impostando così le specifiche condizioni di diffrazione da utilizzare nell'immagine. Questo è il passaggio fondamentale per ottenere un'immagine con contrasto basato sulla diffrazione. Allineandosi al bordo della banda cchi anziché alla linea o alla banda cocci stessa, si stabilisce una specifica condizione di diffrazione degli elettroni che fornirà contrasto nell'immagine per caratteristiche con livelli sia scuri che chiari.Una volta raggiunta la condizione di diffrazione desiderata, aumentare l'ingrandimento; qui viene utilizzato un valore di circa 14.000 X. Centrare l'immagine sul difetto o sulla caratteristica specifica in esame, quindi regolare l'immagine per una migliore chiarezza, inclusi contrasto, luminosità, messa a fuoco e stagnazione. Successivamente, ottimizzare la condizione di diffrazione per ottenere la massima qualità dell'immagine.Contrasto regolando di poco l'inclinazione del campione ortogonalmente alla banda Kaci scelta, di non più di ±0,2 gradi; regolare secondo necessità per ottenere il contrasto massimo. Si noti che spostandosi verso l'interno della banda Kaci si ridurrà tipicamente il contrasto relativo delle caratteristiche luminose, mentre spostandosi verso l'esterno della banda. Verso la linea cocchi si ridurrà tipicamente il contrasto relativo delle caratteristiche scure; regolare la velocità di scansione su una scansione lenta o media al fine di ottenere un'immagine con un basso rapporto segnale/rumore.Qui è mostrata una composizione di immagini di pattern di canalizzazione degli elettroni provenienti dal campione di silicio fosfato di gallio. Come indicato, la posizione relativa dell'asse ottico del SEM rispetto al pattern di canalizzazione determina il contrasto di eventuali difetti cristallini osservati. In questo caso, la rete di dislocazioni da disadattamento all'interfaccia tra fosfuro di gallio e silicio può essere osservata in una serie di diverse condizioni di diffrazione.Questi sono esempi di canale elettronico. Al contrario, nelle immagini acquisite da diversi spessori di fosfuro di gallio cresciuto su dislocazioni di disadattamento nel silicio, si osservano difetti a partire dal campione spesso 50 nanometri, indicando che lo spessore critico per questo tipo di campione si trova tra i 30 nanometri e i 50 nanometri. Di seguito sono riportati altri due tipi di difetti evidenziati mediante il canale elettronico.Nell'immagine di contrasto a sinistra sono riportati esempi di dislocazioni superficiali penetranti e di dislocazioni a spirale, mentre a destra è mostrato un esempio di difetto di impilamento. Una volta padroneggiata la canalizzazione degli elettroni, l'analisi mediante immagini di contrasto può essere eseguita in una frazione del tempo richiesto da un analogo esame al microscopio elettronico a trasmissione (TEM), con la caratterizzazione microstrutturale di routine possibile in appena un'ora.Riteniamo che questa tecnica possa diventare uno strumento potente per la ricerca sui materiali, fornendo un accesso rapido a dati essenziali che altrimenti sarebbero difficili da ottenere.

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Descriviamo gli approcci per la fabbricazione di dispositivi e la caratterizzazione elettrica di nanostrutture di semiconduttori a strato di diseleniuro di molibdeno (MoSe2) con diversi spessori. Inoltre, viene descritta la fabbricazione di contatti ohmici per nanocristalli MoSe a2 strati mediante il metodo di deposizione a fascio di ioni focalizzati utilizzando il platino (Pt) come metallo di contatto.

Ohmico Fabrication contatto con una tecnica Focused Ion Beam-e caratterizzazione elettrica per strato semiconduttore Nanostrutture

Le proprietà ottiche, elettriche e strutturali delle dislocazioni e dei bordi dei grani nei materiali semiconduttori possono essere determinate da esperimenti eseguiti in un microscopio elettronico a scansione. La microscopia elettronica è stata utilizzata per studiare la catodoluminescenza, la corrente indotta da fascio di elettroni e la diffrazione di elettroni retrodiffusi.

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