자기 소용돌이 연구 전송 현미경 검사 법 기술을 사용 하 여 실리콘 질 화 막에 자석 Nanostructures의 제조

이 방법은 투과 전자 및 X선 현미경으로 관찰하기 위해 마이크로 및 나노 구조 제작의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 나노미터 두께의 질화규소 멤브레인에서 시료를 제작할 수 있다는 것이며, 이는 투과 현미경으로 관찰하기 위한 요구 사항입니다. 이 절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 대학원생인 Meena Dhankhar와 Marek Vanatka입니다.

시작하려면 30나노미터 실리콘 nitrade 멤브레인을 섭씨 180도의 핫 플레이트에 놓고 15분 동안 굽혀 수분을 제거합니다. 어댑터를 스핀 코터에 놓고 멤브레인을 어댑터에 놓습니다. 스핀 코트 950k pmma는 3, 000rpm에서 1 분 동안 저항하여 약 200 나노 미터의 필름 두께를 생성합니다.

그런 다음 섭씨 180도의 핫 플레이트에서 3분 동안 샘플을 사후 베이킹하여 pmma 층을 경화시킵니다. 전자빔 리소그래피를 수행하려면 그래픽 데이터베이스 시스템 또는 GDS 형식으로 원하는 디스크 패턴을 그리고 전자빔 리소그래피 시스템에 업로드하십시오. 샘플을 전자빔 라이터 시스템에 로드합니다.

그런 다음 무대와 빔을 설정합니다. 20킬로 전자 볼트의 빔 에너지에서 제곱센티미터당 260마이크로쿨롱의 전자 선량에 디스크 영역을 노출시킵니다. 노출 후 샘플을 메틸 이소부틸 케톤 현상액에 2분 동안 담그십시오.

그런 다음 샘플을 이소프로필 알코올로 30초 동안 옮겨 현상을 중지합니다. 탈이온수를 사용하여 각 샘플을 30초 동안 세척합니다. 그런 다음 핀셋으로 각 샘플을 잡고 질소를 사용하여 건조시킵니다.

다음으로, 광학 현미경을 사용하여 저배율에서 시작하여 샘플의 현상을 확인한 다음 고배율로 전환합니다. 전자빔 증착을 수행하려면 캡톤을 사용하여 멤브레인을 홀더에 조심스럽게 테이프로 붙입니다. 그리고 로드 록을 통해 샘플을 전자빔 증발기의 증착 챔버로 옮깁니다.

8 킬로볼트의 가속 전압과 약 120 밀리암페어의 빔 전류에서 전자빔 증발 시스템을 사용하여 20에서 100 나노미터 범위의 두께와 초당 약 1옹스트롬의 증착 속도로 퍼멀로이의 얇은 층을 증착합니다. 여분의 금속을 들어 올리려면 멤브레인을 아세톤이 함유 된 비커에 1 시간 동안 놓습니다. 그런 다음 핀셋을 사용하여 고정하는 동안 여분의 금속이 제거될 때까지 아세톤을 사용하여 멤브레인에 스프레이합니다.

샘플에 과도한 금속이 남아 있으면 아세톤을 다시 분무하기 전에 멤브레인을 아세톤에 다시 넣어 담그십시오. 샘플을 이미지화하려면 TEM 샘플 홀더에 장착하고 현미경에 삽입합니다. 현미경의 표준 절차를 사용하여 샘플 높이를 수정하고 원하는 가속 볼륨에서 로렌츠 모드에서 현미경을 정렬합니다.tage

예를 들어, 이 경우 300킬로볼트입니다. lorentz 렌즈의 초점을 흐리게 하여 자기 신호를 도입합니다. 그런 다음 샘플을 기울여 일반 필드 구성 요소를 도입합니다.

예를 들어, 적절한 각도는 30도입니다. 일반적으로 lorentz 모드에서 꺼져 있는 대물 렌즈를 자극하여 자기장을 적용합니다. 마지막으로, 샘플을 포화시키고 대물 렌즈를 deexcit하여 자기장을 점차적으로 감소시키고 카메라에서 이미지를 캡처합니다.

여기에서 볼 수 있는 것은 MTXM 및 LTEM 마이크로스코파이에 사용되는 실리콘 nitrade 프레임과 멤브레인입니다. MTXM 프레임은 창 두께가 200나노미터인 5 x 5mm 정사각형입니다. 그리고 TEM 프레임은 창 두께가 30나노미터인 직경 3mm의 원에 맞습니다.

이 패널에는 전자빔 노출 및 레지스트 개발 후 레지스트에 디스크 어레이가 있는 실리콘 nitrade 멤브레인 창이 포함되어 있습니다. SEM에 의해 이미지화된 자기 디스크의 최종 어레이가 여기에 나와 있습니다. 이 LTEM 이미지는 자기 나노 디스크 배열에서 자기 소용돌이 핵 형성 상태를 보여줍니다.

마지막으로, 이 SEM 이미지는 정렬 표시가 있는 금 도파관에 30나노미터 두께와 2미크론 너비의 퍼멀로이 디스크의 최종 구조를 나타냅니다. 이 기술을 마스터하면 하루 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 패턴의 전자빔 노출에 대해 적절한 매개변수를 사용하는 것을 기억하는 것이 중요합니다.

이 비디오를 시청한 후에는 제시된 방법을 사용하여 구조를 단계별로 제작하고 특성화하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 화학 물질로 작업하는 것은 위험하다는 것을 잊지 마십시오., 그리고 절차를 수행하는 동안 흄 후드의 재료를 조작하는 동안 장갑과 보호 안경을 착용하는 것과 같은 예방 조치를 항상 취해야 합니다.