July 18th, 2014
산화물 나노 구조는 과학 기술에 새로운 기회를 제공합니다. LaAlO3 와 SrTiO3 사이의 계면 전도성은 전도성 원자력 현미경 기술을 사용하여 거의 원자 정밀도로 제어 할 수 있습니다. LaAlO3/SrTiO3 인터페이스에서 전도성 나노 구조를 생성하고 측정하기 위한 프로토콜이 시연됩니다.
이 비디오에서는 Lengthen 조명 스트론튬 티타네이트 또는 L-A-O-S-T-O 계면에서 전도성 나노 구조를 만들고 측정하는 데 필요한 단계를 보여줍니다. 첫 번째 단계는 샘플을 얻는 것입니다. 각 샘플은 5mm x 1mm 두께의 티탄산 스트론튬과 3.4 단위 셀의 Lome illuminate 또는 LAO로 구성됩니다.
다음 단계는 샘플의 포토 리소그래피 가공으로 5초 동안 600RPM으로 샘플에 포토레지스트를 회전시키는 것으로 시작하고 4, 30초 동안 000RPM에서 마스크를 적용하여 사진의 원하는 영역을 노출시키는 것입니다. 레지스트는 100초 동안 320나노미터 광을 샘플에 조사합니다. 포토 레지스트 및 AZ 400 K 현상액을 1분 동안 현상하여 500볼트, 10밀리암페어에서 아르곤 이온 밀로 샘플을 25분 동안 이온 밀
링합니다.15나노미터의 밀링 깊이를 생성하려면 DC 스퍼터링 공정을 시작하십시오. 4나노미터의 티타늄과 25나노미터의 금을 샘플에 증착하여 금이 노출된 STO 층과 전기적 접촉을 하도록 합니다. 여기에 사용된 구체적인 스패터링 절차는 원고를 참조하십시오.
다음 단계는 이륙입니다. 초음파 세척을 사용하여 샘플 표면에서 포토레지스트를 제거합니다. 이제 처리 후 첫 번째 레이어가 완료되었습니다.
샘플은 두 번째 계층을 만드는 데 이상적으로 다음과 같아야 합니다. 이온 밀링 4단계를 제외하고 1단계부터 6단계까지 반복합니다. 플라즈마 세척을 통해 샘플 처리를 마칩니다.
다음 단계는 나노 쓰기를 준비하기 위해 캔버스를 와이어 본딩하는 것입니다. 운송 실험용. 캔버스는 칩 캐리어에 와이어 본딩되어야 합니다.
샘플의 본딩 패드와 칩 캐리어 사이에 전기 연결이 이루어집니다. 볼 본더는 전기 접점과 칩 캐리어 사이에 하나의 밀 금선을 부착하는 데 사용됩니다. 샘플이 칩 캐리어에 장착되고 와이어가 접착된 후.
다음과 같이 표시되어야 합니다. 다음 단계는 실험에서 샘플을 사용하기 위해 나노 구조를 작성하는 것입니다. 나노 구조에 대한 디자인은 비공식적으로 스케치됩니다.
그렇다면 오늘날 우리는 어떤 유형의 장치를 작성해야 할까요? 자, 이제 화이트보드에서 장치를 예약해 보겠습니다. 인터페이스에 잘 접촉하기 위해 몇 가지 가상 전극으로 시작하는 것은 어떻습니까?
자, 여기 6개의 가상 전극이 있습니다. 그냥 그려요, 메인 채널은 어때요? Okay.We는 전체 캔버스에 걸쳐 주 채널을 수직으로 그릴 수 있을 뿐만 아니라 몇 개의 감지 리드를 그릴 수 있습니다.
예, 두 개의 컷이 있는 캐비티를 넣을 수도 있습니다 그리고 메인 채널에 용량성 커플을 위한 사이드 게이트도 넣을 수 있습니다. 예, 좋은 생각입니다. 정밀한 디자인은 오픈 소스 확장 가능한 벡터 그래픽 편집기인 Inkscape를 사용하여 만들어집니다.
전도성 A FM 팁의 경로와 전압은 SVG 베지어 곡선과 솔리드 모양으로 인코딩됩니다. 그런 다음 샘플 표면 이미지의 Inkscape 파일이 랩 보기에서 지정됩니다. FM 리소그래피 소프트웨어.
프로그램이 실행되고 리소그래피 명령이 원자림 현미경으로 전송됩니다. 진행 상황은 리소그래피 절차를 에뮬레이트하는 3D 시각화 도구를 사용하여 추적됩니다. 녹색 곡선은 양의 전압으로 작성된 전도성 경로를 나타냅니다.
빨간색 선은 절연 단계가 국부적으로 복원되는 경로를 나타냅니다. 이 경우, 1 미크론 캐비티가 나노 와이어를 따라 생성되고 있습니다. 다음 단계는 장치를 냉각시키고 측정하는 것입니다.
나노 구조가 작성된 후 샘플은 A FM 시스템에서 추출됩니다. 캐리어의 광 여기를 피하기 위해 단계 중에 빨간색 필터 및/또는 조명을 사용해야 하며, 샘플은 희석 장치에 장착됩니다. 희석 장치는 저온 유지 장치에 손상이 발생하지 않도록 저온 유지 장치에 조심스럽게 삽입됩니다.
냉각하는 동안 샘플이 전도성을 유지하는지 확인하기 위해 저항을 모니터링합니다. 샘플이 50 밀리켈빈의 기본 온도에 도달하면 저항과 수송을 측정할 수 있습니다. 이 장치에는 Kula 봉쇄 동작에서 Cooper 쌍 터널링으로의 교차가 있으며 완전 초전도
현상이 있습니다.여기서 차동 컨덕턴스는 수치 미분 후의 전체 전류 전압 트레이스에서 구합니다. 이 비디오를 시청한 후에는 L-A-O-S-T-O 계면에서 전도성 나노 구조를 생산하는 데 필요한 필수 단계를 포괄적으로 이해하게 될 것입니다.
이 기사는 전도성 원자력 현미경을 사용하여 LaAlO3/SrTiO3 계면에서 전도성 나노구조를 생성하고 측정하는 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 산화물 나노구조의 발전에 중요한 계면 전도도를 정밀하게 제어할 수 있습니다.