Name: 소설 재료의 저온 Magnetotransport 측정을위한 고급 실험 방법 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 36 s
Description: 학습하세요 저온 고자기장 환경에서 단층 박막 재료의 전기적 특성을 측정하는 고급 실험 방법을. 기계적 박리법과 플레이크 적층 기술을 활용하여 결함 없는 다층 샘플을 제작하고, 그래핀 및 전이금속 디칼코게나이드 등 다양한 물질의 양자 수송 특성을 연구합니다.

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이 작업은 미국 상무부 국립표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology)의 지원을 받고 있습니다.

<ol><li>Doty, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Properties+of+CdZnTe+crystals+grown+by+a+high+pressure+Bridgman+method%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vacuum+Science+%26+Technology+B%22%5BJournal%5D)">Properties of CdZnTe crystals grown by a high pressure Bridgman method.</a> Journal of Vacuum Science & Technology B. 10 (4), 1418-1422 (1992).</li>
<li>Ikesue, A., Kinoshita, T., Kamata, K., Yoshida, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+optical+properties+of+high-performance+polycrystalline+Nd-YAG+Ceramics+for+Solid-State+Lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Ceramic+Society%22%5BJournal%5D)">Fabrication and optical properties of high-performance polycrystalline Nd-YAG Ceramics for Solid-State Lasers.</a> Journal of the American Ceramic Society. 78 (4), 1033-1040 (1995).</li>
<li>Elwell, D., Scheel, H. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aElwell%2C+D+%22Crystal+Growth+From+High-Temperature+Solutions%22">Crystal Growth From High-Temperature Solutions</a>. , Academic Press. London. (2011).</li>
<li>Doty, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Properties+of+CdZnTe+crystals+grown+by+a+high+pressure+Bridgman+method%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vacuum+Science+%26+Technology+B%22%5BJournal%5D)">Properties of CdZnTe crystals grown by a high pressure Bridgman method.</a> Journal of Vacuum Science & Technology B. 10 (4), 1418-1422 (1992).</li>
<li>Ikesue, A., Kinoshita, T., Kamata, K., Yoshida, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+optical+properties+of+high-performance+polycrystalline+Nd-YAG+Ceramics+for+Solid-State+Lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Ceramic+Society%22%5BJournal%5D)">Fabrication and optical properties of high-performance polycrystalline Nd-YAG Ceramics for Solid-State Lasers.</a> Journal of the American Ceramic Society. 78 (4), 1033-1040 (1995).</li>
<li>Elwell, D., Scheel, H. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aElwell%2C+D+%22Crystal+Growth+From+High-Temperature+Solutions%22">Crystal Growth From High-Temperature Solutions</a>. , Academic Press. London. (2011).</li>
<li>Therese, G. H. A., Kamath, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+Synthesis+of+Metal+Oxides+and+Hydroxides%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Electrochemical Synthesis of Metal Oxides and Hydroxides.</a> Chemistry of Materials. 12, 1195-1294 (2000).</li>
<li>Capper, P. Bulk Crystal Growth - Methods and Materials. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCapper%2C+P+%22Handbook+of+Electronic+and+Photonic+Materials%22">Handbook of Electronic and Photonic Materials</a>. , Springer. New York. 231-254 (2007).</li>
<li>Seiler, D. G., Becker, W. M., Roth, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inversion-Asymmetry+Splitting+of+the+Conduction+Band+in+GaSb+from+Shubnikov-de+Haas+Measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Inversion-Asymmetry Splitting of the Conduction Band in GaSb from Shubnikov-de Haas Measurements.</a> Physical Review B. 1, 764-775 (1970).</li>
<li>Greenblatt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molybdenum+Oxide+Bronzes+with+Quasi-Low-Dimensional+Properties%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Molybdenum Oxide Bronzes with Quasi-Low-Dimensional Properties.</a> Chemical Reviews. 88, 31-53 (1988).</li>
<li>Novoselov, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-dimensional+gas+of+massless+Dirac+fermions+in+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene.</a> Nature. 438, 197-200 (2005).</li>
<li>Wang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-Dimensional+Electrical+Contact+to+a+Two-Dimensional+Metal%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">One-Dimensional Electrical Contact to a Two-Dimensional Metal.</a> Science. 342, 614-617 (2013).</li>
<li>Giessibl, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+Atomic+Force+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+of+Modern+Physics%22%5BJournal%5D)">Advances in Atomic Force Microscopy.</a> Reviews of Modern Physics. 75, 949-983 (2003).</li>
<li>Smith, K. C. A., Oatley, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Scanning+Electron+Microscope+and+its+Fields+of+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">The Scanning Electron Microscope and its Fields of Applications.</a> British Journal of Applied Physics. 6, 391-399 (1955).</li>
<li>Geim, A. K., Grigorieva, I. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Van+der+Waals+heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Van der Waals heterostructures.</a> Nature. 499, 419-425 (2013).</li>
</ol>

저자는 경쟁하는 재정적 이해관계가 없음을 선언합니다. 이 백서에서는 실험 절차를 가능한 한 완벽하게 지정하기 위해 상용 재료, 기기 및 장비를 식별합니다. 어떤 경우에도 그러한 식별은 National Institute of Standards의 권장 또는 보증을 의미하지 않습니다.

적절한 구성과 구조를 확인하기 위해 특징으로 고품질의 대량 샘플의 취득 후, 샘플은 1cm 기판의 × 1cm 조각에 샘플 조각을 엑스 폴리 에이 팅에 의해 묘사 된 형상으로 패터닝된다. 그들은 백 게이트의 적용을 허용함으로써 실험적 파라미터 공간을 증가로서 SiO2를 약 300nm의 적용 무겁게 p- 도핑 된 Si로 이루어지는 기판이 바람직하다. 샘플은 충분히 얇아 야 - 미만 10 내지 - 튜닝에 충분한 전계 효과 홀바 장치의 전도 채널의 전체 화학적 전위를 생성한다. 샘플 두께는 적절히 다이 싱 테이프 기준 웨이퍼를 사용하여 벌크 재료 조각을 박리 반복 플레이크 계획된 실험의 목적을 위해 충분한 두께까지 신선한 테이프로 부착 조각으로 테이프를 가압에 의해 제어된다. 조각을 기판에 전사 샘플을보고 너무 작아서육안 때문에 광학 현미경 홀 막대기로 제조하기에 적합한 전사 부분을 식별하기 위해 이용되어야한다. 샘플 플레이크 두께를 정확하게 원자력 현미경 (AFM)을 사용하여 측정하고, 충분한 경험하지만 연구자 ...

첨단 전자 기술 재료 플랫폼의 추구는 높은 처리량 재료 합성 및 후속 특성에 대한 방법을 요구한다. 이 추구 관심 신규 물질은 분자 빔 에피 택시 또는 더 복잡한 단결정 박막 형성 기술보다 더 빠른 방식으로 직접 반응 합성 1,2-, 전기 화학적 성장, 4, 및 기타 방법 (5)에 의해 대량으로 제조 할 수있다 화학 증착법. 벌크 크리스탈 샘플의 전송 특성을 측정하는 종래의 방법은 약 1mm X 1mm X 6mm의 치수를 갖는 직육면체 형상의 조각을 절단하고 와이어 홀 바 구성 6 샘플에 이르게 부착하는 것이다. 기존의 벌크 홀바 디바이스의 제조 방법은, 시료의 측정에 대한 전송 측정 가능한 장치를 제조하기에 충분 상기 특정 재료는 도전을 제기. 이있을 수있다원하는 샘플 두께는 단지 몇 개의 단일 층에 하나의 순서, 또는 때문에 생산 결정에도 강력한 광학 현미경에 리드선을 부착 너무 작아 발생할 한 층상 이차원의 스택을 측정하는 것을 목적으로하기 때문에 근 또는 서브 나노 미터 두께의 재료. 첫 번째 범주는 예를 들어 나노 와이어로 구성하고, 산화 몰리브덴의 특정 제제는 7 청동. 두 번째 범주는 그래 핀 (8)과 같은 두 가지 차원 물질의 단일 매우-몇 개의 층으로 이루어져있다, TMDS (MOS 2, WTE 2 등), 및 위상 절연체 (BI 2 SE 3은, 양성애자는 Sb로 1-X 테 (3) X 등). 세 번째 범주는 계층 전송, HBN-그래 핀 HBN 9 특히 중층 스택을 통해 수동 조립하여 두 차원 재료의 각 층을 적층하여 제조 된 헤테로 구조로 구성되어 있습니다. 새로운 전자의 탐색 적 연구lectronic 재료 어려운 샘플들에 측정 장치를 제조하기위한 적절한 방법을 요구한다. 종종, 직접 반응 또는 전기 화학적 성장에 의해 합성 된 새로운 물질의 첫 번째 배치는 마이크론의 크기 순서에 치수가 매우 작은 단결정을 얻을 수 있습니다. 이러한 샘플은 역사적으로 새로운 물질의 높은 처리량 연구 장애물 프리젠 쉽게 운송 장치의 제조를 위해 더 큰 결정을 달성하기 위해 샘플 성장 파라미터의 향상을 필요로 금속 접촉부를 연결하는 거대 어려운 입증. 물질의 신속한 특성화를 가능하게하기 위해, 매우 작은 샘플 장치의 제조 방법은 즉시 예비 일괄 제작 되었기 때문에 신규 한 물질의 특성을 허용하기 위해 고안되었다. 이 방법의 약간의 변화는, 그러한 그라, HBN 및 TMDS 같은 이차원 물질 샘플을 사용하여 박리 된 장치뿐만 아니라 MA의 다층 헤테로 구조의 제조에 적용 할 수있다terials. 장치가 부착 및 상용 초전도 자석, 건조 헬륨 근접주기 그라 이오 스탯 magnetotransport 시스템에 삽입 패키지에 와이어 본딩. 전송 측정은 T. (12)까지 0.300 K 아래로 온도와 자기장에서 촬영

<table><tbody><tr><td>Cryogenic Limited 12 T CFMS</td><td>Cryogen Limited</td><td>CFM-12T-H3- IVTI-25</td><td>변조 필드 자석으로 맞춤화된 자기 수송 시스템(4단계)</td></tr><tr><td>7270 DSP 락인앰플리파이어</td><td>신호 복구 소스</td><td>/드레인 및 전압 측정을 위한 7270 락인앰플리파이어(4단계)</td><td></td></tr><tr><td>GS200 DC 전압/전류 소스</td><td>Yokogawa</td><td>GS200</td><td>게이트 전압 애플리케이션용 전압 소스(4단계)</td></tr><tr><td>2636B 시스템 소스미터</td><td>Keithley</td><td>2636B</td><td>소스미터 소스/드레인 및 전압 측정용</td></tr><tr><td>DWL 2000 레이저 패턴 생성기</td><td>하이델베르크 기기</td><td>DWL 2000</td><td>기판 위치/정렬 피처 패턴의 리소그래피를 위한 크롬 마스크 생성(1.3단계)</td></tr><tr><td>Suss MicroTec MA6/BA6 Contact Aligner</td><td>Suss</td><td>MA6</td><td>기판 위치/정렬 특징 패턴의 리소그래피에 사용됩니다 (단계 1.4.12)</td></tr><tr><td>JEOL 직접 쓰기 전자 빔 리소그래피 시스템</td><td>JEOL</td><td>JBX 6300-FS&nbsp;</td><td>장치의 고해상도 리소그래피 수행</td></tr><tr><td>Discovery 550 스퍼터링 시스템</td><td>Denton Vacuum</td><td>Discovery 550</td><td>SiO2 스퍼터링 수행(2.5단계)</td></tr><tr><td>Infinity 22 전자빔 증발기</td><td>Denton Vacuum</td><td>Infinty 22</td><td>Cr/Au 증착 수행(1.5 및 3.7단계)</td></tr><tr><td>Unaxis 790 반응성 이온 에칭기</td><td>Unaxis</td><td>790</td><td>샘플을 홀 바 구조로 에칭(3.4단계)</td></tr><tr><td>PMMA 495 A4</td><td>MicroChem</td><td>PMMA 495 A4</td><td>리소그래피용 폴리머 코팅/전자빔 마스크(단계 3.5.1)</td></tr><tr><td>PMMA 950 A4</td><td>MicroChem</td><td>PMMA 950 A4</td><td>샘플 다이싱 및 리소그래피용 폴리머 코팅/전자빔 마스크(단계 1.7.3, 3.3.1 및 3.5.2)</td></tr><tr><td>S1813 포지티브 포토레지</td>스트 <td>MicroChem</td><td>S1813 G2</td><td>포지티브 포토레지스트(단계 1.4.8)</td></tr><tr><td>LOR 레지스트</td><td>MicroChem</td><td>LOR 3A</td><td>리프트 오프 레지스트(단계 1.4.3)</td></tr><tr><td>1:3 MIBK:IPA PMMA 현상액</td><td>MicroChem</td><td>1:3 MIBK:IPA</td><td>PMMA 현상액</td></tr><tr><td>MF-321 현상액</td><td>MicroChem</td><td>MF-321</td><td>Novolac positive photoresist-compatible 현상액 용액 (단계 1.4.15)</td></tr><tr><td>Diglycidiyl ether-terminated polydimethylsiloxane</td><td>Sigma Aldrich</td><td>SA 480282</td><td>층상 재료 적층용(단계 2.6.1)</td></tr><tr><td>폴리프로필렌 탄산염</td><td>Sigma Aldrich</td><td>SA 389021</td><td>적층 재료 스태킹의 경우(단계 2.6.2)</td></tr></tbody></table>

소설 재료의 저온 magnetotransport 측정을위한 고급 실험 방법

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

새로운 전자 재료는 종종 탐사 재료 연구를 위해 벌크 결정(단결정 박막 합성과 대조적으로)을 생성하는 합성 공정에 의해 처음으로 생산됩니다. 특정 재료는 기존의 벌크 홀 바 장치 제조 방법으로는 샘플 운송 측정을 위한 측정 가능한 장치를 생산하기에 충분하지 않은 문제를 제기하는데, 주로 단결정 크기가 너무 작아서 홀 바 구성에서 샘플에 와이어 리드를 부착할 수 없기 때문입니다. 예를 들어, 합성된 신물질의 첫 번째 배치가 매우 작은 단결정을 생성하거나 1개에서 매우 적은 단층의 샘플 플레이크가 필요하기 때문일 수 있습니다. 성장 방법론의 개선과 병행하여 수행될 수 있는 물질의 신속한 특성화를 가능하게 하기 위해, 매우 작은 샘플에 대한 장치 제조 방법이 고안되어 예비 배치가 생산되는 즉시 새로운 물질의 특성화를 가능하게 합니다. 이 방법론의 약간의 변형은 그래핀, 육각형 질화붕소(hBN) 및 전이 금속 다이칼코게나이드(TMD)와 같은 2차원 재료의 박리 샘플과 이러한 재료의 다층 이종 구조를 사용하는 장치를 생산하는 데 적용할 수 있습니다. 여기에서는 미크론 크기의 새로운 물질의 파편과 플레이크를 기판에 제작하고 0.300K의 온도와 최대 12T의 자기장에서 상업용 초전도 자석, 건조 헬륨 클로즈 사이클 저온 유지 장치 자기 수송 시스템에서 후속 측정을 위한 실험 장치 제작에 대한 자세한 프로토콜을 제시합니다.

도 3은 저온 magnetotransport 실험 목적 패터닝 전형적인 홀바 장치를 도시한다. 위 그림의 광학 이미지는 성공적으로 제작 된 그래 핀 / HBN 홀 막대를 보여줍니다; 하부 이미지 랜도 레벨 (LLS)에서 발생 론 도어-Büttiker 에지 상태를 갖는 장치 개략적 인 양자화 홀 저항의 값을 계산하는데 사용될 수있는 전송 메카니즘으로 설명 될 것이다의 실험적 조사를 도시 이 문서에 설명 된 실험 기술의 대표적인 응용 프로그램입니다. 종종, 홀 바 구조의 제조는 전체 제조 공정에서 상당한 도전을 구성한다. 이 형상으로 샘플을 에칭하는 단계는 생략 될 수 있고, 리드는 그들이 기판에 전사 부재를 다음과 같이 조각 샘플에 직접 부착 될 수있다. 그러나, 불완전한 형상은 차를 허용하지 않습니다그래서 홀 바 구조로 샘플을 에칭하는 단계를 건너 뛰는 수송 특성의 eful 측정, 초기 측정을 제한해야한다. <p class="jov...

우리는 미크론 크기의 새로운 물질 플레이크를 기질에 기계적 박리 및 증착, 수송 실험을 위한 실험 장치 구조 제작, 0.300K의 낮은 온도와 최대 12T의 자기장에서 건조 헬륨 근접 주기 저온 유지 장치에서의 자기 수송 측정 방법을 설명합니다.

소설 재료의 저온 Magnetotransport 측정을위한 고급 실험 방법

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

이 실험 절차의 전반적인 목표는 흥미로운 전자적 특성을 가진 단일층 박막 재료 단결정의 전기적 특성을 측정하는 것입니다. 이 방법은 서로 다른 재료의 단일층을 층층이 쌓았을 때 전자적으로 어떻게 상호작용하는지, 그리고 결과물인 이종 구조에서 어떠한 창발적 전자 거동이 나타나는지와 같이 나노전자공학 분야의 핵심 질문들에 대한 답을 찾는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 수송 측정(transport measurement)을 위해 결함이 없는 고품질의 다층 샘플을 제작할 수 있다는 점입니다.이 방법은 그래핀에 대한 통찰력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 전이 금속 디칼코게나이드, 위상 절연체 및 기타 층상 물질과 같은 다른 시스템에도 적용될 수 있습니다. 기판 준비 과정은 텍스트 프로토콜에 설명되어 있습니다. 플레이크는 고품질의 벌크 샘플이어야 합니다.먼저, 샘플 플레이크를 박리합니다. 표준 웨이퍼 다이싱 테이프를 1x3 cm 크기로 준비하고, 이형지를 벗겨 접착면 1 cm²를 노출시킵니다. 슬라이드 위에 있는 벌크 샘플에 접착 부위를 밀착시킵니다.접착 영역의 대부분이 샘플로 덮이도록 합니다. 그런 다음, 테이프를 다른 테이프 조각의 접착면에 대고 눌렀다가 서로 떼어냅니다. 다이싱 테이프에 부착된 샘플 조각들이 투명하게 보일 때까지 이 과정을 반복하십시오.그 다음, 샘플 플레이크가 붙은 테이프를 준비된 기판 위에 눌러 붙입니다. 테이프를 떼어내어 플레이크가 기판에 부착되도록 합니다. 현미경으로 기판을 관찰합니다.기판에 패턴화된 위치 표시를 사용하여 기판 위 적절한 플레이크의 위치를 확인하십시오. 원자간력 현미경을 사용하여 플레이크의 두께를 측정합니다. 두께는 100 nanometers 미만이어야 합니다.선택적으로, 절연 매트릭스를 생성하고 시료를 기판에 고정하기 위해 시료 위에 스퍼터링된 이산화규소를 증착합니다. 여러 개의 플레이크로 구성된 이종 구조를 제작하려면 플레이크 적층 구조를 준비합니다. 먼저, 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 투명한 PDMS 및 PPC 기계적 스탬프를 제작합니다.다음으로, 마이크로포지셔너를 사용하여 헤테로구조 스택 내 층상 물질의 첫 번째 플레이크 위에 스탬프를 배치합니다. 그런 다음, Z축을 조정하여 샘플 플레이크 위로 스탬프를 누릅니다. 이 단계에서는 PPC PDMS가 샘플 플레이크와 접촉할 때 나타나는 색상의 미세한 변화에 주의를 기울이며, 인내심과 정밀함을 가지고 신중하게 작업해야 합니다.다음으로, 샘플 아래의 저항 가열기를 사용하여 샘플을 약 40 °C로 가열합니다. 이는 PPC와 샘플 사이의 인력을 증가시킵니다. 2분 동안 가열한 후, 스탬프를 천천히 들어 올립니다.샘플 플레이크가 PPC에 부착되어 있어야 합니다. 이제 샘플 플레이크가 부착된 기계적 스탬프를 스택에 사용될 다음 층상 물질 플레이크 위에 배치하십시오. 정렬 상태를 주의 깊게 살피며, 부착된 플레이크가 다음 플레이크와 접촉할 때까지 스탬프를 천천히 내립니다.그런 다음, 샘플을 가볍게 누릅니다. 이어서 샘플을 다시 40 °C에서 2분 동안 가열합니다. 그 후 스탬프를 천천히 들어 올리면, 다음 샘플 조각이 부착되어 층을 이루게 됩니다.원하는 크기의 스택이 완성될 때까지 이 과정을 반복하십시오. 이제, 먼저 스탬프를 새 기판 조각 위에 부드럽게 눌러 이종 구조 스택을 새 기판으로 전사합니다. 그 다음, 스탬프와 기판을 100 °C에서 5분 동안 가열하십시오.온도를 100 °C로 유지한 상태에서 스탬프를 천천히 들어 올려 기판 위에 적층 구조를 남깁니다. 이 프로토콜의 첫 번째 단계에서는 20배 및 100배 배율의 샘플 이미지를 사용하여 전자빔 리소그래피 설계를 준비합니다. 그 결과로 6-단자 홀 바(Hall bar) 설계가 완성됩니다.다음 단계는 PMMA에 디자인을 패턴하는 것입니다. 먼저 분자량이 950,000인 PMMA 층을 4인치 웨이퍼 위에 5,000 RPM으로 2분 동안 스핀 코팅합니다. 그 후, 웨이퍼를 180 °C에서 2분 동안 베이킹합니다.그런 다음, 사용하기 전에 몇 분 더 식히십시오. 이제 샘플을 전자빔 리소그래피 시스템에 로드합니다. 표준 프로토콜에 따라 PMMA가 코팅된 웨이퍼 위에 패턴을 프린팅하십시오.그 다음, 샘플을 Hall bar mesa 형태로 식각합니다. 앞서 제작한 마스크 패턴을 사용하여 반응성 이온 식각 시스템으로 샘플을 Hall bar 형태로 식각하십시오. 식각이 완료되면 아세톤으로 PMMA를 제거한 후, 이소프로판올과 물로 차례로 헹굽니다.금속 접점 증착을 위한 e-beam 레지스트 마스크를 준비하려면 PMMA를 두 번 도포하십시오. 첫 번째 도포에는 분자량이 495,000인 PMMA를 사용하고, 두 번째 도포에는 분자량이 950,000인 PMMA를 사용하십시오. 그 다음, 이전과 동일하게 전자빔 리소그래피 시스템을 사용하여 웨이퍼 위에 접점 패턴을 형성하십시오.마지막 단계는 전자빔 증착기를 사용하여 샘플 위에 크롬-금 금속을 증착한 후 금속 리프트 오프를 수행하는 것입니다. 이러한 과정은 텍스트 프로토콜에 상세히 설명되어 있습니다. 자기 수송 실험을 위해, 먼저 제작된 샘플을 포함하는 전기 수송 패키지를 준비하십시오.다음으로, 패키지를 프로브 팁에 단단히 부착하십시오. 그런 다음, 모든 진단 장치를 프로브에 연결하십시오. 온도 제어 채널과 전기 측정 채널의 연결 상태를 확인하여 고정하십시오.이제 에어록의 공기를 빼고 프로브 팁을 삽입한 후, 클램프와 o-ring을 사용하여 고정합니다. 다음으로, 특정 프로브 유형에 따라 전송 측정값을 설정합니다. 그런 다음, 진공 펌프를 사용하여 에어록 내의 공기와 수증기를 필요한 시간 동안 배출합니다.교환 장치를 닫고 에어락 밸브를 닫으십시오. 이제 에어락 공간과 측정 공간을 분리하는 밸브를 엽니다. 다음 단계는 프로브 공간에 필요한 부피의 가스를 주입하는 것입니다.이제 필요에 따라 미니 소브(mini sorb)와 메인 소브(main sorb)의 온도를 조정하십시오. 그런 다음 프로브를 측정 공간의 중앙으로 천천히 내리십시오. 이어서 프로브 유형에 따라 시스템을 0 K에 근접한 온도로 냉각하십시오.온도가 충분히 낮아지면 다양한 온도, 자기장, 게이트 전압 등의 범위에서 수송 측정을 시작하십시오. 설명된 바와 같이, 저온 자기수송 실험을 위해 육방정 질화붕소 위에 적층된 그래핀에 홀 바(Hall bar) 소자를 패턴화하였습니다. 이 모식도는 란다우 준위(Landau levels)로부터 발생하는 Landauer-Butikker 식각 상태를 보여줍니다.이러한 식각 상태는 측정된 홀 저항값을 계산하기 위한 수송 메커니즘을 제공합니다. 실험 매개변수에는 최대 12 Tesla의 자기장, 최저 0.3 Kelvin의 온도, 그리고 최대 30 volts의 게이트 전압에 소자를 노출시키는 조건이 포함되었습니다. 측정된 홀 저항의 플래토(plateau)는 란다우 준위 충전(Landau level filling)에 해당합니다.이것은 양자 홀 효과의 모델 예시입니다. 6 Tesla에서 그래핀의 양자 홀 효과를 기술하기 위해 백 게이트 전압의 함수로서 홀 저항과 종방향 저항을 조사하였습니다. 이 영상을 시청하고 나면, 샘플 박리, 마이크로포지셔너와 현미경을 이용한 플레이크 적층, 그리고 첨단 나노 제작 도구를 통해 수송 측정을 위한 고품질의 결함 없는 다층 샘플을 제작하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.이 절차를 수행할 때는 인내심을 갖고 정밀하게 작업하는 것이 중요합니다. 이러한 기술이 개발된 후, 나노전자공학 분야의 연구자들은 그래핀 및 질화붕소 그래핀 이종구조에서 새로운 양자 거동을 탐구할 수 있는 길을 열게 되었습니다.

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연구

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공학

이 방법의 전반적인 목표는 싱크로트론 방사와 각도 - 해결 Photoemission 분광법을 사용하여 매우 낮은 온도에서 고체의 낮은 에너지 전자 구조를 결정하는 것입니다.

울트라 낮은 온도에서 각도 - 해결 Photoemission 분광법

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.

작성 및 산화물 나노 구조의 저온 특성

우리는 유기계 페리 자성체 바나듐 테트라시의 합성을 제시 (V [TCNE] X, X 1 ~ 2), 저온 화학 기상 증착 (CVD)을 통한. 이 최적화 된 조리법은 K 600 400 K에서 퀴리 온도의 증가와 자기 공명 특성의 극적인 향상을 얻을 수 있습니다.

자석의 유기 화학 기상 증착, 바나듐 테트라시

전기적 보조 변형 (EAD)에 대한 전기 및 열 영향을 분리하는 것은 거시적 인 샘플을 사용하여 매우 어렵습니다. 금속 샘플 마이크로 및 나노 구조와 함께 커스텀 테스트 절차가 개발되어이 샘플에서 주울 가열 및 전위 전개없이 형성에인가 된 전류의 영향을 평가했습니다.

에 대한 소설 방법<em&gt; 현장에서</em&gt; 나노 크기 시편의 전자 기계적 특성 분석

실리콘에서 불순물 원자의 나노초 해결 충전 역학 주사 터널링 현미경으로 관찰 하는 모든 전자 방법 보여 줍니다.

모든 전자 나노초 해결 주사 터널링 현미경: 촉진 단일 불순물 충전 역학 조사

여기, 우리 현재 금속 유리 구조 변환의 전 situ와 현장에서 조사를 설명 하는 프로토콜. 우리 hyperfine 상호 작용을 검사 하는 핵 기반 분석 방법 채택. 우리 Mössbauer 분 광 분석의 적용 및 온도 제어 실험 동안 싱크 로트 론 방사선의 핵 전달 분산을 보여 줍니다.

전 Situ 수사 현장에서 구조 변환 방법: 금속 유리의 결정 화의 경우

단축 긴장을 사용 하 여 스핀 편광 주사 터널링 현미경과 함께, 우리는 시각화 Fe의 antiferromagnetic 도메인 구조를 조작1 + y테, 철 기반 초전도체의 부모 화합물.

단축 긴장 조작 Fe1 +Y테 스핀 편광 스캔 터널링 현미경을 사용 하 여 Antiferromagnetic 도메인의 시각화

자기력 현미경(MFM)은 수직으로 자화된 원자력 현미경 프로브를 사용하여 나노 스케일 분해능으로 샘플 지형과 국부 자기장 강도를 측정합니다. MFM 공간 분해능과 감도를 최적화하려면 리프트 높이 감소와 드라이브(진동) 진폭 증가의 균형을 맞춰야 하며 불활성 분위기의 글로브박스에서 작동하는 이점을 누릴 수 있습니다.

자기력 현미경 분해능과 감도를 최적화하여 나노스케일 자기 도메인 시각화

여기에서는 최대 1.2kHz의 속도로 힘에 민감한 생체 분자에 대한 나노기계적 측정을 수행하는 고속 자기 핀셋 설정에 대해 설명합니다. 우리는 모델 시스템으로 DNA 헤어핀과 SNARE 복합체에 대한 적용을 소개하지만 기계 생물학적 사건에 관여하는 다른 분자에도 적용 할 수 있습니다.

힘에 민감한 요소에 대한 나노 역학 측정을 위한 고속 자기 핀셋

현장 자기 조사는 자기 전극에 대한 대량 및 로컬 정보를 직접 제공하여 전하 저장 메커니즘을 단계별로 밝힐 수 있습니다. 여기에서 전자 스핀 공명(ESR) 및 자화율은 산화 환원 활성 금속-유기 프레임워크(MOF)에서 상자성 종 및 그 농도의 평가를 모니터링하기 위해 입증됩니다.

산화 환원 활성 금속-유기 프레임워크의 고체 전기화학에서 중간체의 자기 측정 특성 분석

학습하세요 저온 고자기장 환경에서 단층 박막 재료의 전기적 특성을 측정하는 고급 실험 방법을. 기계적 박리법과 플레이크 적층 기술을 활용하여 결함 없는 다층 샘플을 제작하고, 그래핀 및 전이금속 디칼코게나이드 등 다양한 물질의 양자 수송 특성을 연구합니다.

소설 재료의 저온 Magnetotransport 측정을위한 고급 실험 방법

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