Name: Pisanie i charakterystyka nanostruktur tlenkowych w niskich temperaturach (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-07-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 43 s
Description: Poznaj metodę tworzenia i pomiaru przewodzących nanostruktur na interfejsach LaAlO₃/SrTiO₃ przy użyciu przewodzącej mikroskopii sił atomowych. Protokół umożliwia precyzyjną kontrolę przewodności międzyfazowej w niskich temperaturach.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Z wdzięcznością dziękujemy za długotrwałą współpracę z Chang-Beom Eom z University of Wisconsin-Madison, który dostarczył próbki LAO/STO. Pomoc w edycji wideo ze strony Christophera Solisa jest bardzo mile widziana. Ta praca jest obsługiwana przez NSF (DMR-1104191, DMR-1124131), ARO (W911NF-08-1-0317) i AFOSR (FA9550-10-1-0524, FA9550-12-1-0268, FA9550-12-1-0057).

1. Uzyskanie heterostruktur LAO/STO
<ol>
	<li>Otrzymaj heterostrukturę tlenkową składającą się z 3,4 komórek elementarnych LAO wyhodowanych przez pulsacyjne osadzanie laserowe na podłożach STO zakończonych TiO2. Szczegóły dotyczące wzrostu próbki opisano w ref. 22.</li>
</ol>
2. Obróbka fotolitograficzna próbek
Utwórz styki elektryczne do interfejsu LAO/STO, z podkładkami łączącymi do podłączenia płócien do nośnika chipów. Poszczególne etapy przetwarzania zostały szczegółowo opisane poniżej.
<ol>
	<li>Fotorezystor wirowy
	<ol>
		<li>Wiruj fotorezystor na próbkach z prędkością 600 obr./min przez 5 sekund, a następnie z prędkością 4 000 obr./min przez 30 sekund. Warstwa fotorezystu będzie miała grubość około 2 μm. Piec próbki w temperaturze 95 °C przez 1 minutę.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Naświetlić fotorezystor za pomocą nakładki maski ze światłem 320 nm przez 100 sekund z dawką 5 mW/cm2.</li>
	<li>Rozwiń fotorezyst w wywoływaczu fotorezystu przez 1 minutę.</li>
	<li>Mielenie jonowe
	<ol>
		<li>Użyj młyna jonowego Ar+, aby usunąć 15 nm materiału (LAO i STO) w obszarach niepokrytych fotorezystem. Umieść próbki pod kątem 22,5° w kierunku prostopadłym do napływającej wiązki jonów Ar+. Jeśli szybkość trawienia Ar+ nie jest skalibrowana, wykonaj kalibrację, aby upewnić się, że usunięto odpowiednią ilość materiału. Określ głębokość wytrawiania za pomocą AFM lub równoważnej profilmetrii.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Rozpylanie prądem stałym Ti i Au
	<ol>
		<li>Osadzać 4 nm Ti, a następnie 25 nm Au na próbkach, tak aby Au nawiązało kontakt elektryczny z odsłoniętą warstwą STO. Ciśnienie rozpylania mieści się w zakresie 2-6 x 10-7 Torr, a rozpylanie odbywa się z próbką przy RT. Napylanie wstępne Ti przez 10 minut przy zamkniętej przesłonie o mocy 100 W, następnie otwarcie migawki i rozpylanie przez 20 sekund przy mocy 100 W. Po zakończeniu należy natychmiast wstępnie napylać Au przez 1 minutę przy 50 W, a następnie napylać Au przez 30 sekund do próbek z mocą 50 W. Skalibruj czas, aby uzyskać pożądane grubości Ti i Au.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wzniesienie się
	<ol>
		<li>Użyj mycia ultradźwiękowego Aceton/IPA, aby usunąć fotorezyst z powierzchni próbek.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Druga warstwa
	<ol>
		<li>Drugi proces litograficzny, z wyłączeniem kroku 4 (tj. z wyłączeniem mielenia jonowego), służy do tworzenia połączeń złotym drutem z poszczególnymi podkładkami łączącymi. Te dwa wzory muszą być dobrze wyrównane, aby zapewnić, że nie powodują zwarć elektrycznych.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Czyszczenie plazmowe.
	<ol>
		<li>Wytrawiacz beczkowy IPC służy do usuwania pozostałości fotorezystu w wykopie wzorcowym. Przyrząd używany przy 100 W i 1 Torr argon przez 1 min</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Podłącz próbkę drutem, aby przygotować się do pisania
<ol>
	<li>Zamontuj próbkę LAO/STO w nośniku chipowym (Rysunek 2A) z 28 dostępnymi pinami.</li>
	<li>Struktura połączenia drutowego</li>
</ol>
UWAGA: Użyj łącznika drutowego, aby wykonać połączenia elektryczne między podkładkami łączącymi na próbce a nośnikiem wiórów. Podłącz złote przewody o grubości 1 mil (25 mikrometrów) między stykami elektrycznymi a nośnikiem chipów. Pisanie nanostruktur
4. Zapis nanostruktur
<ol>
	<li>Stwórz nieformalny szkic przewodzącej nanostruktury (rysunek 3A).</li>
	<li>Otwórz edytor skalowalnej grafiki wektorowej (SVG) (Rysunek 3B).
	<ol>
		<li>Użyj szablonu lub zdefiniuj rozmiar okna, aby dopasować go do rozmiaru obrazu AFM.</li>
		<li>Załaduj obraz AFM próbki do edytora SVG.</li>
		<li>Tworzenie elementów nanostrukturalnych nałożonych na obraz AFM.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Załaduj plik SVG do programu do nanolitografii.</li>
	<li>Uruchom oprogramowanie do litografii, aby stworzyć przewodzącą nanostrukturę.
	<ol>
		<li>Użyj Vtip=+10 V, aby stworzyć nanostruktury, i Vtip=-10 V, aby usunąć nanostruktury.</li>
		<li>Przesuwaj końcówkę c-AFM z prędkością od 200 nm/s do 2 μm/s.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Fajne urządzenie i pomiary
<ol>
	<li>Wyłącz wszystkie białe światła i użyj czerwonych filtrów/źródeł światła.</li>
	<li>Pobrać próbkę z systemu AFM.</li>
	<li>Załadować próbkę do lodówki do rozcieńczania (A).</li>
	<li>Zmierz rezystancję w funkcji temperatury (B) podczas schładzania próbki.</li>
	<li>Pomiar właściwości transportowych w niskich temperaturach (C).</li>
</ol>

<ol><li>Sulpizio, J. A., Ilani, S., Irvin, P., Levy, J. i Annual Review of Materials Research, in press. , (2014).</li>
<li>Mannhart, J., Blank, D. H. A., Hwang, H. Y., Millis, A. J., Triscone, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-Dimensional+Electron+Gases+at+Oxide+Interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Mrs+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Two-Dimensional Electron Gases at Oxide Interfaces.</a> Mrs Bulletin. 33, 1027-1034 (2008).</li>
<li>Langer, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Annual+Review+of+Condensed+Matter+Physics%5BTitle%5D)+AND+%22Interface+Physics+in+Complex+Oxide+Heterostructures%22%5BJournal%5D)">Annual Review of Condensed Matter Physics.</a> Interface Physics in Complex Oxide Heterostructures. , 141-165 (2011).</li>
<li>Bogorin, D. F., Irvin, P., Cen, C., Levy, J. i <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBogorin%2C+DF+%22Multifunctional+Oxide+Heterostructures%22">Multifunctional Oxide Heterostructures</a>. Tsymbal, E. Y., Dagotto, E. R. A., Chang-Beom, E., Ramesh, R. 13, University Press. Oxford. (2012).</li>
<li>Granozio, F. M., Koster, G., Rijnders, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+Oxide+Interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22MRS+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Functional Oxide Interfaces.</a> MRS Bulletin. 38, 1017-1023 (2013).</li>
<li>Ohtomo, A., Hwang, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+high-mobility+electron+gas+at+the+LaAlO3%2FSrTiO3+heterointerface%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A high-mobility electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface.</a> Nature. 427, 423-426 (2004).</li>
<li>Reyren, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superconducting+interfaces+between+insulating+oxides%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Superconducting interfaces between insulating oxides.</a> Science. 317, 1196-1199 (2007).</li>
<li>Bark, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Switchable+Induced+Polarization+in+LaAlO3%2FSrTiO3+Heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Switchable Induced Polarization in LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures.</a> Nano Letters. 12, 1765-1771 (2012).</li>
<li>Brinkman, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+effects+at+the+interface+between+non-magnetic+oxides%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Magnetic effects at the interface between non-magnetic oxides.</a> Nature Materials. 6, 493-496 (2007).</li>
<li>Thiel, S., Hammerl, G., Schmehl, A., Schneider, C. W., Mannhart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable+quasi-two-dimensional+electron+gases+in+oxide+heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Tunable quasi-two-dimensional electron gases in oxide heterostructures.</a> Science. 313, 1942-1945 (2006).</li>
<li>Cen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+control+of+an+interfacial+metal-insulator+transition+at+room+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Nanoscale control of an interfacial metal-insulator transition at room temperature.</a> Nature Materials. 7, 298-302 (2008).</li>
<li>Singh-Bhalla, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Built-in+and+induced+polarization+across+LaAlO3%2FSrTiO3+heterojunctions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Physics%22%5BJournal%5D)">Built-in and induced polarization across LaAlO3/SrTiO3 heterojunctions.</a> Nature Physics. 7, 80-86 (2011).</li>
<li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Very+Large+Capacitance+Enhancement+in+a+Two-Dimensional+Electron+System%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Very Large Capacitance Enhancement in a Two-Dimensional Electron System.</a> Science. 332, 825-828 (2011).</li>
<li>Xie, Y., Hikita, Y., Bell, C., Hwang, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+electronic+conduction+at+an+oxide+heterointerface+using+surface+polar+adsorbates%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Control of electronic conduction at an oxide heterointerface using surface polar adsorbates.</a> Nature Communications. 2, 494(2011).</li>
<li>Bark, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tailoring+a+two-dimensional+electron+gas+at+the+LaAlO3%2FSrTiO3+%28001%29+interface+by+epitaxial+strain%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Tailoring a two-dimensional electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 (001) interface by epitaxial strain.</a> PNAS. 108, 4720-4724 (2011).</li>
<li>Tra, V. T., et al. Adv Mater. 25, 3357-3364 (2013).</li>
<li>Cronenwett, S. M., Oosterkamp, T. H., Kouwenhoven, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Tunable+Kondo+Effect+in+Quantum+Dots%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A Tunable Kondo Effect in Quantum Dots.</a> Science. 281, 540-544 (1998).</li>
<li>Cen, C., Thiel, S., Mannhart, J., Levy, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxide+Nanoelectronics+on+Demand%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Oxide Nanoelectronics on Demand.</a> Science. 323, 1026-1030 (2009).</li>
<li>Kalinin, S. V., Gruverman, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKalinin%2C+SV+%22Scanning+probe+microscopy%3A+electrical+and+electromechanical+phenomena+at+the+nanoscale%22">Scanning probe microscopy: electrical and electromechanical phenomena at the nanoscale</a>. 1, Springer. (2007).</li>
<li>Piner, R. D., Zhu, J., Xu, F., Hong, S. H., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%27Dip-pen%27+nanolithography%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">'Dip-pen' nanolithography.</a> Science. 283, 661-663 (1999).</li>
<li>Ahn, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonvolatile+Electronic+Writing+of+Epitaxial+Pb%28Zr0.52Ti0.48%29O3%2FSrRuO3+Heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Nonvolatile Electronic Writing of Epitaxial Pb(Zr0.52Ti0.48)O3/SrRuO3 Heterostructures.</a> Science. 276, 1100-1103 (1997).</li>
<li>Bi, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%27Water-cycle%27+mechanism+for+writing+and+erasing+nanostructures+at+the+LaAlO3%2FSrTiO3+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">'Water-cycle' mechanism for writing and erasing nanostructures at the LaAlO3/SrTiO3 interface.</a> Applied Physics Letters. 97, 173110(2010).</li>
<li>Cheng, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anomalous+Transport+in+Sketched+Nanostructures+at+the+LaAlO3%2FSrTiO3+Interface%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+X%22%5BJournal%5D)">Anomalous Transport in Sketched Nanostructures at the LaAlO3/SrTiO3 Interface.</a> Phys Rev X. 3, 011021(2013).</li>
<li>Veazey, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonlocal+current-voltage+characteristics+of+gated+superconducting+sketched+oxide+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Europhys+Lett%22%5BJournal%5D)">Nonlocal current-voltage characteristics of gated superconducting sketched oxide nanostructures.</a> Europhys Lett. 103, 57001(2013).</li>
<li>Veazey, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxide-based+platform+for+reconfigurable+superconducting+nanoelectronics%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Oxide-based platform for reconfigurable superconducting nanoelectronics.</a> Nanotechnology. 24, 375201(2013).</li>
<li>Irvin, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anomalous+High+Mobility+in+LaAlO3%2FSrTiO3+Nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Anomalous High Mobility in LaAlO3/SrTiO3 Nanowires.</a> Nano Letters. 13, 364-368 (2013).</li>
<li>Salaita, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Massively+Parallel+Dip%E2%80%93Pen+Nanolithography+with+55+Two-Dimensional+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie%22%5BJournal%5D)">Massively Parallel Dip–Pen Nanolithography with 55 Two-Dimensional Arrays.</a> Angewandte Chemie. 118, 7378-7381 (2006).</li>
<li>Li, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parallel+Conductive-AFM+Lithography+on+LaAlO3%2FSrTiO3+Interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Ieee+T+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Parallel Conductive-AFM Lithography on LaAlO3/SrTiO3 Interfaces.</a> Ieee T Nanotechnol. 12, 518-520 (2013).</li>
<li>Cen, C., Bogorin, D. F., Levy, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+activation+and+quantum+field+emission+in+a+sketch-based+oxide+nanotransistor%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Thermal activation and quantum field emission in a sketch-based oxide nanotransistor.</a> Nanotechnology. 21, 475201(2010).</li>
<li>Bogorin, D. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+rectification+at+the+LaAlO3%2FSrTiO3+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Nanoscale rectification at the LaAlO3/SrTiO3 interface.</a> Applied Physics Letters. 97, 013102(2010).</li>
<li>Cheng, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sketched+Oxide+Single-Electron+Transistor%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotech%22%5BJournal%5D)">Sketched Oxide Single-Electron Transistor.</a> Nature Nanotech. 6, 343-347 (2011).</li>
<li>Joshua, A., Ruhman, J., Pecker, S., Altman, E., Ilani, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gate-tunable+polarized+phase+of+two-dimensional+electrons+at+the+LaAlO3%2FSrTiO3+interface%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Gate-tunable polarized phase of two-dimensional electrons at the LaAlO3/SrTiO3 interface.</a> PNAS. 110, 9633(2013).</li>
<li>Irvin, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rewritable+Nanoscale+Oxide+Photodetector%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">Rewritable Nanoscale Oxide Photodetector.</a> Nature Photon. 4, 849-852 (2010).</li>
<li>Ma, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Broadband+Terahertz+Generation+and+Detection+at+10+nm+Scale%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Broadband Terahertz Generation and Detection at 10 nm Scale.</a> Nano Letters. 13, 2884-2888 (2013).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Pomyślne stworzenie nanostruktur zależy od kilku kluczowych etapów. Ważne jest, aby próbki LAO/STO były hodowane z grubością, o której wiadomo, że znajduje się na granicy między fazą izolacyjną a przewodzącą. (Szczegóły dotyczące wzrostu próbki wykraczają poza zakres tego artykułu, ale mają kluczowe znaczenie dla ogólnego sukcesu). Po drugie, ważne jest, aby wilgotność względna mieściła się w zakresie 25-45%, aby pomyślnie pisać c-AFM. Jest mało prawdopodobne, aby wartości poniżej 25% wytworzyły przewodzące nanostruktury, podczas gdy zbyt wysoka wilgotność na ogół powoduje powstanie niekontrolowanie dużych elementów. Kontrola temperatury AFM jest również ważna, jeśli końcówka c-AFM musi osiągnąć precyzyjną rejestrację przez długi czas. Po utworzeniu nanostruktur należy je umieścić w środowisku próżniowym, jeśli mają być przeprowadzone eksperymenty trwające dłużej niż kilka godzin. W opisanych tutaj eksperymentach struktura jest tworzona i w ciągu kilku minut przenoszona do środowiska próżniowego.
Zaleca się, aby przed napisaniem tego tekstu wykonać "test pisma" na wszystkich istotnych elektrodach. W takim teście najpierw tworzone są dwie wirtualne elektrody, a następnie zapisywany jest pojedynczy nanodrut, jednocześnie monitorując przewodność. Podobny test wymazywania można przeprowadzić, "przecinając" nanodrut wkrótce potem. Jeśli nanostruktura szybko się rozpada, problem najprawdopodobniej wynika albo z kontaktów międzyfazowych, albo z samego płótna. Aby rozróżnić te dwa efekty, należy wykonać czterokońcowy pomiar przewodności, a przewodność dwukońcową porównać z przewodnością czterokońcową w funkcji czasu. Jeśli przewodność dwuzaciskowa zanika szybciej niż przewodność czterokońcowa, problem jest związany ze stykami elektrycznymi interfejsu. Jeśli przewodność czterokońcowa zanika w porównywalnym tempie, najprawdopodobniej płótno nie jest odpowiednie i należy je wymienić.
Istnieją naturalne ograniczenia obecnej metody tworzenia nanostruktur. W szczególności prędkość zapisu dla najmniejszych urządzeń jest ograniczona do kilkuset nanometrów na sekundę. Prędkości znacznie przekraczające tę wartość prowadzą do nieprzewidywalnych wyników. Stosowanie technik pisania równoległego jest możliwe27,28, ale nie są one wysoko rozwinięte i mają swoje wady. Wielkość nanostruktur, które można stworzyć, jest oczywiście ograniczona zakresem skanowania używanego AFM. Zdecydowanie zaleca się stosowanie wysokiej jakości AFM ze sprzężeniem zwrotnym w pętli zamkniętej w dwóch kierunkach skanowania. Należy śledzić obiekty przypominające punkty na powierzchni próbki w celu monitorowania dryfu czasowego próbki.
Po opanowaniu tworzenia przewodzących nanostruktur na granicy faz tlenków, istnieje szeroki zakres kierunków eksperymentalnych, które można zbadać. Korzystając z tej techniki, zademonstrowano już szeroką gamę nanostruktur i urządzeń, w tym nanoprzewody18, bariery tunelowe29, złącza prostownicze30, tranzystory polowe18, tranzystory jednoelektronowe31, nanoprzewodzące nanodruty32, nanoskalowe detektory optyczne33 oraz nanoskalowe emitery i detektory THz34.

Heterostruktury tlenkowe1-5 wykazują niezwykle szeroki zakres wyłaniających się zjawisk fizycznych, które są zarówno interesujące z naukowego punktu widzenia, jak i potencjalnie użyteczne dla zastosowań4. W szczególności interfejs między LaAlO3 (LAO) i SrTiO3 (STO)6 może wykazywać zachowanie izolacyjne, przewodzące, nadprzewodzące7, ferroelektryczne8 i ferromagnetyczne9. W 2006 roku Thiel i inni wykazali, że wraz ze wzrostem grubości warstwy LAO następuje gwałtowne przejście izolatora do metalu, z krytyczną grubością 4 komórek elementarnych (4uc). Następnie wykazano, że struktury 3uc-LAO/STO wykazują przejście histeretyczne, które można kontrolować lokalnie za pomocą sondy11 z przewodzącego mikroskopu sił atomowych (c-AFM).
Właściwości interfejsów tlenkowych, takich jak LaAlO3/SrTiO3, zależą od braku lub obecności elektronów przewodzących na interfejsie. Elektrony te mogą być kontrolowane za pomocą elektrod górnych 12,13, tylnych 10, adsorbatów powierzchniowych 14, warstw ferroelektrycznych15,16 i litografii c-AFM11. Unikalną cechą litografii c-AFM jest to, że można tworzyć bardzo małe cechy w nanoskali.
Elektryczne bramkowanie górne, w połączeniu z dwuwymiarowym zamknięciem, jest często używane do tworzenia kropek kwantowych w półprzewodnikach III-V 17. Alternatywnie, quasi-jednowymiarowe nanoprzewodniki półprzewodnikowe mogą być elektrycznie bramkowane przez bliskość. Metody wytwarzania tych struktur są czasochłonne i na ogół nieodwracalne. Natomiast technika litografii c-AFM jest odwracalna w tym sensie, że nanostrukturę można stworzyć na potrzeby jednego eksperymentu, a następnie "wymazać" (podobnie jak tablicę). Ogólnie rzecz biorąc, zapis c-AFM odbywa się przy dodatnich napięciach przyłożonych do końcówki AFM, podczas gdy wymazywanie odbywa się przy użyciu napięć ujemnych. Czas potrzebny na stworzenie konkretnej konstrukcji zależy od stopnia skomplikowania urządzenia, ale zwykle wynosi mniej niż 30 minut; Większość tego czasu spędza się na wymazywaniu płótna. Typowa rozdzielczość przestrzenna wynosi około 10 nanometrów, ale przy odpowiednich funkcjach strojenia można uzyskać zaledwie 2 nanometry18.
Poniżej znajduje się szczegółowy opis procedury wytwarzania w nanoskali. Podane tutaj szczegóły powinny być wystarczające, aby umożliwić przeprowadzenie podobnych eksperymentów przez zainteresowanych badaczy. Opisana tutaj metoda ma wiele zalet w porównaniu z tradycyjnymi podejściami litograficznymi stosowanymi do tworzenia nanostruktur elektronowych w półprzewodnikach.  
Opisana tutaj metoda litografii c-AFM jest częścią znacznie szerszej klasy wysiłków litografii opartej na sondzie skanującej, w tym skanowania utleniania anodowego19, nanolitografii zanurzeniowej20, wzorowania piezoelektrycznego21 i tak dalej. Opisana tutaj technika c-AFM, w połączeniu z użyciem nowatorskich interfejsów tlenkowych, może wytworzyć jedne z najbardziej precyzyjnych struktur elektronicznych o niespotykanej różnorodności właściwości fizycznych.

<table><tbody><tr><td>Sprzęt</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wyrównywacz kontaktowy</td><td>Karl-Suss</td><td>MA6</td><td></td></tr><tr><td>Spinner</td><td>Solitec</td><td>5110C</td><td></td></tr><tr><td>Młyn jonowy</td><td>Commonwealth Scientific</td><td>8C</td><td></td></tr><tr><td>System rozpylania</td><td>Leybold-Heraeus</td><td>Z-650</td><td></td></tr><tr><td>Wytrawiacz lufowy</td><td>Drut Branson / IPC</td><td>3000C</td><td></td></tr><tr><td> Bonder</td><td>Westbond</td><td>7700E</td><td></td></tr><tr><td>AFM</td><td>Azyl Research</td><td>MFP-3D</td><td></td></tr><tr><td>Lodówka rozcieńczająca</td><td>Quantum Design</td><td>P850</td><td></td></tr><tr><td>Pralka ultradźwiękowa</td><td>Fisher Scientific</td><td>15-335-6</td><td></td></tr><tr><td>Wzmacniacz prądu</td><td>Femto</td><td>DLPCA-200</td><td></td></tr><tr><td>Materiały</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>LaAlO3/SrTiO3</td><td>Prof. Chang-Beom Eom</td><td></td><td>5 mm x 1 mm z ~3,4 komórkami elementarnymi LAO (patrz odniesienie 18)</td></tr><tr><td>Fotorezystor</td><td>AZ Electronic Materials</td><td>P4210</td><td></td></tr><tr><td>Deweloper</td><td>AZ Electronic Materials</td><td>400K</td><td></td></tr><tr><td>Aceton</td><td>Fisher Scientific</td><td>A929SK-4</td><td></td></tr><tr><td>Alkohol izopropylowy</td><td>Fisher Scientific</td><td>A459-1</td><td></td></tr><tr><td>Woda dejonizowana</td><td>Fisher Scientific</td><td>23-290-065</td><td></td></tr><tr><td>Złoty drut</td><td>DuPont</td><td>5771</td> Nośnik wiórów <td>o średnicy 1 mm</td></tr><tr><td></td><td>NTK Technologies</td><td>IRK28F1-5451D</td><td></td></tr></tbody></table>

pisanie i charakterystyka nanostruktur tlenkowych w niskich temperaturach

Writing and Low-Temperature Characterization of Oxide Nanostructures

Nanoelektronika tlenkowa to szybko rozwijająca się dziedzina, która ma na celu opracowanie nowych materiałów o wielofunkcyjnym zachowaniu w nanoskali. Interfejsy tlenkowe wykazują szeroki zakres właściwości, które można kontrolować, w tym przewodzenie, zachowanie piezoelektryczne, ferromagnetyzm, nadprzewodnictwo i nieliniowe właściwości optyczne. Niedawno odkryto i opracowano metody kontrolowania tych właściwości w ekstremalnych wymiarach w nanoskali. Poniżej opisano szczegółowe procedury tworzenia nanostruktur LaAlO3/SrTiO 3 3 / SrTiO3 3 przy użyciu techniki odwracalnej mikroskopii przewodzących sił atomowych. Najpierw opisano etapy przetwarzania styków elektrycznych do interfejsu LaAlO3/SrTiO3. Przewodzące nanostruktury są tworzone przez przyłożenie napięć do końcówki mikroskopu przewodzących sił atomowych i lokalne przełączenie interfejsu LaAlO3/SrTiO3 w stan przewodzący. Wszechstronny zestaw narzędzi do nanolitografii został opracowany specjalnie w celu kontrolowania ścieżki końcówki i napięcia mikroskopu sił atomowych (AFM). Następnie nanostruktury te umieszcza się w kriosacie i wykonuje się pomiary transportu. Opisane tu procedury powinny być przydatne dla innych osób chcących prowadzić badania w dziedzinie nanoelektroniki tlenkowej.

Przedstawione tutaj wyniki są reprezentatywne dla zachowania transportowego, jakie mogą wykazywać nanostruktury tej klasy, a które zostało szczegółowo opisane w innych publikacjach23-26. W tym przykładzie wnęka nanodrutowa została skonstruowana (Rysunek 4) z heterostruktury LAO/STO o grubości 3,3 komórek elementarnych. Ścieżki przewodzące (zaznaczone na zielono) mają zazwyczaj szerokość 10 nm, co określono na podstawie eksperymentów z „cięciem” nanodrutów11. Prędkość i napięcie końcówki dla każdego segmentu można konfigurować niezależnie z panelu przedniego litografii (Rysunek 4B), podobnie jak prędkość zapisu końcówki. „Wirtualne elektrody”, które łączą się z kontaktami międzyfazowymi, zapewniają wysokoprzewodnościowe połączenie elektryczne z nanostrukturami.
Po wytworzeniu nanostruktury zostaje ona przeniesiona do lodówki rozcieńczalnikowej. Naświetlanie światłem o długości fali 550 nm lub krótszej wywoła niepożądaną fotoprzewodność, dlatego ważne jest, aby przenosić urządzenie w ciemności lub przy użyciu czerwonego światła „ciemniowego” (Rysunek 5A). Połączenia elektryczne należy wykonać w RT, a jak w przypadku większości nanostruktur półprzewodnikowych, należy zachować szczególną ostrożność podczas zmiany połączeń elektrycznych w temperaturach kriogenicznych. Jeśli urządzenie zostanie poddane wyładowaniu elektrostatycznemu, najprawdopodobniej stanie się izolatorem. Co niezwykłe, funkcjonalność urządzenia można przywrócić poprzez „cyklowanie” temperatury do 300 K i ponowne schłodzenie.
Podczas chłodzenia rutynowo monitoruje się rezystancję dwupunktową, a nawet czteropunktową, w funkcji temperatury. Do tych pomiarów do jednej z elektrod przykłada się napięcie prądu przemiennego (zazwyczaj ~1 mV) o niskiej częstotliwości (&lt;10 Hz), podczas gdy prąd przemienny jest mierzony za pomocą wzmacniacza transimpedancyjnego. Demodulacja i filtrowanie sygnału są wykonywane przy użyciu autorskiego wzmacniacza lock-in. Prąd przemienny jest monitorowany w funkcji temperatury (Ryc. 5B).
Po schłodzeniu urządzenia do temperatury bazowej lodówki rozcieńczalnika (50 mK) wykonuje się pomiary transportu czteropunktowego (Rycyna 5C). Podczas tych pomiarów prąd jest przepływany przez główny kanał urządzenia, a jednocześnie mierzone jest napięcie na urządzeniu. Zamiast pomiaru za pomocą wzmacniacza lock-in, rejestrowana jest pełna charakterystyka prądowo-napięciowa (I-V). Metoda ta dostarcza więcej informacji, a przewodność różniczkową można obliczyć poprzez różniczkowanie numeryczne. Dla konkretnego urządzenia przewodność różniczkowa jest mierzona jako funkcja napięcia bramki bocznej Vsg. Bramka ta pozwala na zmianę potencjału chemicznego urządzenia. Transport przez urządzenie wykazuje silną zależność nieliniową, wskazując obszary, w których dla mniejszych wartości występuje blokada Coulombowska, a dla większych wartości Vsg silna nadprzewodność. Szczegóły dotyczące interpretacji fizycznej dla tej klasy urządzeń zostaną opisane w innym opracowaniu.
<img alt="Schemat procesu fotolitografii; podłoże SrTiO3, warstwy LaAlO3, fotorezystu, stopniowe wzorowanie." src="/files/ftp_upload/51886/51886fig1highres.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1. Etapy przetwarzania fotolitograficznego. Krok 1: nanoszenie fotorezystu metodą wirowania. Krok 2: naświetlanie fotorezystu za pomocą urządzenia do wyrównywania masek. Krok 3: wywoływanie fotorezystu. Krok 4: trawienie jonowe. Krok 5: napylanie DC w celu osadzenia Ti i Au. Krok 6: lift-off. Krok 7: osadzanie drugiej warstwy. Krok 8: czyszczenie plazmowe.
<img alt="Schemat chipa LAO/STO; połączenia drutowe, nośnik chipa, kontakty interfejsu; układ mikroelektroniczny." src="/files/ftp_upload/51886/51886fig2highres.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2. Obrazy litograficznie wzorowanych heterostruktur LAO/STO. (A) Obraz przedstawiający próbkę o wymiarach 5mm x 5mm połączoną drutowo z nośnikiem chipa. (B) Obraz optyczny przedstawiający pady przyłączeniowe i jeden z obszarów roboczych (canvases). (C) Zbliżenie na pojedynczy obszar roboczy. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51886/51886fig2highres.jpg" target="_blank">Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Proces projektowania interaktywnego wyświetlacza; na ekranie pokazano schemat edycji mikrostruktury." src="/files/ftp_upload/51886/51886fig3highres.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3. (A) Wstępny projekt nanostruktury LAO/STO. (B) Precyzyjny układ nanostruktury wykonany przy użyciu otwartoźródłowego edytora grafiki wektorowej (SVG).
<img alt="Układ i interfejs mikroskopii sił atomowych; wizualizacja topografii i sondy typu cantilever." src="/files/ftp_upload/51886/51886fig4highres.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 4"> 
Rycina 4. (A) Panel przedni litografii do wzorowania c-AFM. (B) Zrzut ekranu z symulatora 3D pokazujący pozycję i napięcie końcówki c-AFM. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51886/51886fig4large.jpg" target="_blank">Aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny, kliknij tutaj.</a>
<img alt="Układ eksperymentu optycznego z analizą widmową; wykres prądu w funkcji temperatury; wynik spektroskopii." src="/files/ftp_upload/51886/51886fig5highres.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 5"> 
Rycina 5. (A) Nanostruktura LAO/STO w trakcie umieszczania w lodówce rozcieńczalnikowej. (B) Monitorowanie rezystancji próbki podczas chłodzenia od 300 K do 50 mK. (C) Monitorowanie czterozakresowej przewodności różniczkowej urządzenia w funkcji napięcia bramki bocznej Vsg oraz napięcia przyłożonego do urządzenia (V4t). Wykres intensywności przedstawiony w jednostkach siemensa (S), a napięcia w jednostkach wolta (V).

Nanostruktury tlenkowe otwierają nowe możliwości dla nauki i technologii. Przewodność międzyfazowa między LaAlO3 i SrTiO3 może być kontrolowana z precyzją niemal atomową za pomocą techniki przewodzącej mikroskopii sił atomowych. Zademonstrowano protokół tworzenia i pomiaru przewodzących nanostruktur na granicy faz LaAlO3/SrTiO3.

Pisanie i charakterystyka nanostruktur tlenkowych w niskich temperaturach

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions.  Oxide ...

W tym filmie pokażemy kroki niezbędne do stworzenia i pomiaru przewodzących nanostruktur na interfejsach TITANIAN STRONTU lub L-A-O-S-T-O. Pierwszym krokiem jest pobranie próbek. Każda próbka składa się z tytanianu strontu o grubości pięciu milimetrów na jeden milimetr z 3,4 komórkami jednostkowymi iluminatu Lome lub LAO.Kolejnym krokiem jest obróbka fotolitograficzna próbek, którą należy rozpocząć od obracania fotorezystu na próbkach z prędkością 600 obr./min przez pięć sekund, a następnie przy 4 000 obr./min przez 30 sekund nałożyć maskę, aby naświetlić pożądane obszary zdjęcia. Oprzeć się naświetlaniu próbek światłem o długości 320 nanometrów przez 100 sekund. Rozwiń fotorezystuł i wywoływacz AZ 400 K przez jedną minutę młyna jonowego próbki za pomocą młyna jonowego argonu o napięciu 500 woltów, 10 miliamperach przez 25 minut.Aby uzyskać głębokość mielenia 15 nanometrów, rozpocznij proces rozpylania DC. Umieść cztery nanometry tytanu i 25 nanometrów złota na próbkach, tak aby złoto nawiązało kontakt elektryczny z odsłoniętą warstwą STO. Aby zapoznać się z konkretnymi procedurami rozpryskiwania zastosowanymi w tym artykule, należy zapoznać się z manuskryptem.Następnym krokiem jest start. Użyj mycia ultradźwiękowego, aby usunąć fotorezystor z powierzchni próbek. Pierwsza warstwa jest teraz kompletna po przetworzeniu.Próbka powinna idealnie wyglądać tak, aby utworzyć drugą warstwę. Powtórz kroki od pierwszego do szóstego, z wyjątkiem kroku czwartego mielenia jonowego. Zakończ przetwarzanie próbek poprzez czyszczenie plazmowe.Następnym krokiem jest połączenie płótna drutem, aby przygotować się do pisania nano. Do eksperymentów transportowych. Płótno musi być połączone drutem z nośnikiem wiórów.Połączenia elektryczne są wykonywane między podkładkami łączącymi na próbce a nośnikiem wiórów. Spoiwo kulkowe służy do mocowania złotego drutu o grubości jednego młyna między stykami elektrycznymi a nośnikiem wiórów. Po zamontowaniu próbki na nośniku wiórów i połączeniu drutem.Powinno to wyglądać tak. Następnym krokiem jest napisanie nanostruktur w celu wykorzystania próbek w eksperymencie. Projekt nanostruktury jest szkicowany nieformalnie.Jakiego więc typu urządzenie powinniśmy dziś napisać? Okej, więc zaplanujmy nasze urządzenie na tablicy. Co powiesz na to, aby zacząć od kilku wirtualnych elektrod, aby nawiązać dobry kontakt z interfejsem?Okej, więc oto sześć wirtualnych elektrod. Po prostu rysuję, a co z głównym kanałem? Okej.Możemy narysować główny kanał pionowo na całym płótnie, a także kilka przewodów czujnikowych.Tak, możemy również umieścić wnękę z dwoma nacięciami I może boczną bramę, aby pojemnościowo połączyć się z głównym kanałem. Tak, to dobry pomysł. Precyzyjny projekt jest tworzony przy użyciu Inkscape, skalowalnego edytora grafiki wektorowej o otwartym kodzie źródłowym.Ścieżka i napięcia dla przewodzącej końcówki A FM są zakodowane w krzywych Beziera SVG i kształtach brył. Plik Inkscape na obrazie powierzchni próbki jest następnie określany w widoku laboratorium. Oprogramowanie do litografii FM.Program jest wykonywany, a polecenia litografii są wysyłane do mikroskopu lasu atomowego. Postęp jest śledzony za pomocą narzędzia do wizualizacji 3D, które emuluje procedurę litografii. Zielone krzywe reprezentują ścieżki przewodzące zapisane napięciem dodatnim.Czerwone linie reprezentują ścieżki, w których faza izolacyjna jest lokalnie przywracana. W tym przypadku wzdłuż nanodrutu tworzona jest wnęka o grubości jednego mikrona. Kolejnym krokiem jest schłodzenie urządzenia i wykonanie pomiarów.Po zapisaniu nanostruktur próbka jest ekstrahowana z systemu A FM. Na tym etapie należy stosować czerwone filtry i/lub oświetlenie, aby uniknąć fotowzbudzenia nośników, próbka jest montowana na jednostce rozcieńczającej. Jednostka rozcieńczająca jest ostrożnie wkładana do kriostatu, aby upewnić się, że nie dojdzie do uszkodzenia kriostatu.Podczas schładzania rezystancja jest monitorowana, aby upewnić się, że próbka pozostaje przewodząca. Gdy próbka osiągnie temperaturę bazową 50 milikelwinów, można zmierzyć jej rezystancję i transport. W tym urządzeniu następuje przejście od zachowania blokady Kula do tunelowania parą Coopera do pełnego nadprzewodnictwa.Przewodność różnicowa jest tutaj uzyskiwana z pełnego śladu napięcia prądu po różnicowaniu numerycznym. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś mieć pełne zrozumienie podstawowych kroków niezbędnych do wytwarzania przewodzących nanostruktur na interfejsach L-A-O-S-T-O.

writing-and-low-temperature-characterization-of-oxide-nanostructures

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Ogólnym celem tej metody jest określenie niskoenergetycznej struktury elektronowej ciał stałych w ultra niskich temperaturach za pomocą kątowo-rozdzielczej spektroskopii fotoemisyjnej z promieniowaniem synchrotronowym.

Kątowo-rozdzielcza spektroskopia fotoemisyjna w bardzo niskich temperaturach

Opisujemy zastosowanie pulsacyjnego osadzania laserowego (PLD), fotolitografii i technik łączenia drutów do tworzenia złożonych urządzeń tlenkowych w skali mikrometrycznej. PLD jest wykorzystywany do hodowli cienkich warstw epitaksjalnych. Wprowadza się techniki fotolitografii i łączenia drutowego w celu stworzenia praktycznych urządzeń do celów pomiarowych.

Wytwarzanie przestrzennie ograniczonych złożonych tlenków

Przedstawiono różne procedury przygotowania atomowo zdefiniowanych szablonów do epitaksjalnego wzrostu złożonych cienkich warstw tlenkowych. Przeprowadzono obróbkę chemiczną monokrystalicznych substratów SrTiO3 (001) i DyScO3 (110) w celu uzyskania atomowo gładkich, jednozakończonych powierzchni. Ca2 Nb3 O10- nanoarkusze wykorzystano do stworzenia atomowo zdefiniowanych szablonów na dowolnych podłożach.

Atomowo zdefiniowane matryce do epitaksjalnego wzrostu złożonych cienkich warstw tlenkowych

A "metoda usuwania powłoki ceramicznej" jest przedstawiona w formie wizualnej do syntezy niespiekanych i zakończonych metalem monometalicznych i bimetalicznych nanocząstek wczesnego węglika i azotku metalu przejściowego o regulowanych rozmiarach i strukturach krystalicznych.

Odwrócona synteza mikroemulsji monometalicznych i bimetalicznych nanocząstek węglika i azotku metalu przejściowego we wczesnym okresie przejściowym

Przedstawiono metodę hodowli niskotemperaturowych, pionowo ustawionych nanorurek węglowych, a następnie wytwarzania pionowych struktur testowych połączeń elektrycznych przy użyciu wytwarzania półprzewodników.

Produkcja niskotemperaturowych pionowych połączeń z nanorurek węglowych kompatybilnych z technologią półprzewodnikową

Opisujemy metodologię mechanicznego złuszczania i osadzania płatków nowych materiałów o wymiarach mikronowych na podłożu, wytwarzania eksperymentalnych struktur urządzeń do eksperymentów transportowych oraz pomiaru magnetotransportu w suchym helu w zamkniętym cyklu w temperaturach do 0,300 K i polach magnetycznych do 12 T.

Zaawansowane metody eksperymentalne do niskotemperaturowych pomiarów magnetotransportu nowych materiałów

Kolumnowe struktury tlenku w postaci prętów są syntetyzowane przez chemiczne osadzanie z fazy gazowej wspomagane aerozolem bez użycia wstępnie osadzonych cząstek katalizatora. Metoda ta jest skalowalna i kompatybilna z różnymi podłożami na bazie krzemu, kwarcu lub polimerów.

Chemiczne osadzanie z fazy gazowej struktur tlenków metali wspomagane aerozolem: pręty z tlenku

Wytwarzamy heterostruktury metal/LaAlO3/SrTiO3 za pomocą kombinacji pulsacyjnego osadzania laserowego i napylania magnetronowego in situ. Poprzez eksperymenty magnetotransportu i spektroskopii rentgenowskiej fotoelektronów in situ badamy wzajemne oddziaływanie między zjawiskami elektrostatycznymi i chemicznymi quasi-dwuwymiarowego gazu elektronowego powstającego w tym układzie.

Wzrost i właściwości elektrostatyczne/chemiczne heterostruktur metali/LaAlO3/SrTiO3

Przedstawiono syntezę wysokiej jakości cienkich warstw masowych i cienkich (Mg0.25(1-x)CoxNi,0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O i (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O stabilizowanych entropią.

Synteza masowa i cienkowarstwowa tlenków stabilizowanych entropią o zmiennym składzie

Materiały tlenkowe wykazują wiele egzotycznych właściwości, które można kontrolować, dostrajając zawartość tlenu. W tym miejscu demonstrujemy dostrajanie zawartości tlenu w tlenkach poprzez zmianę parametrów osadzania laserowego impulsowego oraz poprzez wykonywanie wyżarzania końcowego. Na przykład właściwości elektroniczne heterostruktur opartych na SrTiO3 są dostrajane przez modyfikacje wzrostu i wyżarzanie.

Dostrajanie właściwości tlenków poprzez kontrolę pustego miejsca tlenu podczas wzrostu i wyżarzania

Nanoarkusze wodorotlenku niklu są syntetyzowane w reakcji hydrotermalnej wspomaganej mikrofalami. Protokół ten pokazuje, że temperatura i czas reakcji stosowane do syntezy mikrofalowej wpływają na wydajność reakcji, strukturę krystaliczną i lokalne środowisko koordynacyjne.

Wpływ warunków syntezy mikrofalowej na strukturę nanoarkuszy wodorotlenku niklu

Poznaj metodę tworzenia i pomiaru przewodzących nanostruktur na interfejsach LaAlO₃/SrTiO₃ przy użyciu przewodzącej mikroskopii sił atomowych. Protokół umożliwia precyzyjną kontrolę przewodności międzyfazowej w niskich temperaturach.

Pisanie i charakterystyka nanostruktur tlenkowych w niskich temperaturach

Przeglądaj więcej filmów