Wytwarzanie kontaktów omowych przy użyciu techniki skupionej wiązki jonów i charakterystyki elektrycznej warstwowych nanostruktur półprzewodnikowych

Ogólnym celem tej procedury jest wykorzystanie techniki skupionej wiązki jonów w celu obserwacji wytwarzania kontaktu omicznego na poszczególnych nanostrukturach warstw, materiałów półprzewodnikowych. Metoda ta może pomóc w znalezieniu odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie nanotechnologii, takie jak to, jak uzyskać dobry kontakt omiczny z poszczególnymi nanomateriałami bez ich obróbki. Główną zaletą tej techniki jest to, że podejście Deion z metalową wiązką żelaza zapewnia wysoce powtarzalną konkurencję elektryczną na nanostrukturach półprzewodnikowych z pojedynczą warstwą.

Cały proces jest również stosunkowo prosty w porównaniu z innymi technikami, takimi jak dyskografia trobiny, po charakterystyce strukturalnej kryształów warstwy molibdenu i selenku, zgodnie z opisem w dołączonym protokole tekstowym. Rozpocznij produkcję urządzeń Nano Krystal z warstwą molibdenu i selenku. Najpierw wyczyść pęsetę acetonem, a następnie alkoholem.

Użyj pęsety, aby wybrać od czterech do ośmiu kawałków kryształów warstwy molibdenu i selenku o błyszczącej powierzchni i powierzchni większej niż 0,5 milimetra na 0,5 milimetra. Połóż każdy kryształ na kawałku taśmy do krojenia w kostkę o powierzchni 20 milimetrów na 60 milimetrów. Złóż taśmę na pół, aby złuszczyć warstwę.

Kryształ, powtórz tę czynność około 20 razy. Zwykle kryształy warstwowe można rozebrać na liczne kryształy o rozmiarach mikrometrów. Uzyskaj trzy podłoża krzemowe pokryte dwutlenkiem krzemu z 16 elektrodami tytanowo-złotymi pre-PA na powierzchni.

Powierzchnia każdego szablonu powinna wynosić około pięciu milimetrów na pięć milimetrów kwadratowych. Umieść taśmę do krojenia w kostkę z warstwą proszku nano Krystal do góry nogami na każdym szablonie urządzenia. Lekko postukaj w taśmę do krojenia w kostkę, tak aby około 10 do 100 kawałków kryształów warstwy diselenku maum spadło na każdą matrycę.

Zamontuj przygotowane szablony na uchwycie skupionej wiązki jonów za pomocą przewodzącej taśmy z folii miedzianej. Następnie załaduj uchwyt do komory skupionej wiązki jonów. Opróżnij komorę do jednego razy 10 do piątego milibara, klikając pompę.

W trybie SEM ustaw prąd wiązki elektronów na 41 pikoamperów, a napięcie przyspieszenia na 10 kilowoltów. Następnie, w trybie FIB, ustaw prąd wiązki jonów na 0,1 nanoampera, a napięcie przyspieszenia na 30 kilowoltów. Następnie rozgrzej układ wiązki jonów i układ wtrysku gazu.

Włącz wiązkę elektronów, klikając na wiązkę przycisku i ustaw ostrość obrazu przy małym powiększeniu 100 x. Następnie ustaw osiową odległość roboczą Z na 10 milimetrów dla trybu SEM. Teraz zwiększ powiększenie do 5 000 x i skup się na próbce.

Po ustawieniu ostrości wprowadź kąt nachylenia 52 stopnie do menu nawigacyjnego, aby przechylić kąt uchwytu. Następnie wybierz prostokątny i kwadratowy molibden di selenide. Warstwowe nanokryształy o grubości od pięciu do 3000 nanometrów.

W przypadku produkcji elektrod należy wykonać zdjęcia SCM docelowego dziewiczego materiału w różnych powiększeniach w zakresie od 1000 x do 10 000 x przed wyprodukowaniem elektrody. Następnie przełącz się w tryb skupionej wiązki jonów i zrób zdjęcie w trybie migawki, aby skrócić czas ekspozycji docelowego materiału pod bombardowanie wiązką jonów. Zdefiniuj obszar osadzania elektrody, wybierając najpierw tryb osadzania platyny, a następnie wprowadź grubość od 0,2 do 1,0 mikrona.

Następnie należy wprowadzić kapilarnę układu wtrysku gazu do komory, klikając na platynowe pudełko do osadzania w bloku wtrysku gazu. Zrób kolejny obraz w trybie migawki i zmodyfikuj położenie elektrod. Jeśli pierwotnie zdefiniowany wzór nieznacznie się przesunie, włącz osadzanie skupionej wiązki jonów Po osadzeniu odrysuj kapilarnę układu wtrysku gazu z powrotem, odznaczając pole osadzania platyny.

Następnie przełącz się w tryb skaningowego mikroskopu elektronowego i rób zdjęcia w różnych powiększeniach gotowych urządzeń za pomocą dwóch lub czterech elektrod. Po wykonaniu zdjęć ustaw kąt nachylenia uchwytu, wróć do zera stopni i wykonaj dodatkowe zdjęcia z góry przy różnych powiększeniach w celu oszacowania szerokości materiału i odległości między elektrodami. Po zakończeniu wyłącz systemy wiązki elektronów i wiązki jonów i schłodzić system wtrysku gazu.

Należy również odpowietrzyć komorę gazowym azotem, a następnie wyjąć uchwyt z komory. Na koniec zamknij drzwi komory i ewakuuj komorę. Ostatni raz.

Przedstawiono tutaj reprezentatywne obrazy z mikroskopu elektronowego skaningowego w polu dwóch terminali i czterech końcowych urządzeń IDE z molibdenu. Po użyciu FM do oszacowania wysokości wielu nano płatków, styki omiczne urządzeń można scharakteryzować, mierząc zależność prądu od napięcia. Krzywe napięcia prądowego tego urządzenia są zgodne z zależnością liniową, potwierdzając stan kontaktu omicznego urządzeń z selenku molibdenu.

Obraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej w przekroju poprzecznym granicy faz platynowo-molibdenowo-selenkowego pokazuje, że warstwa stopu o grubości około 25 do 30 nanometrów powstała między platyną a molibdenem i selenkiem w wyniku bombardowania wiązką jonów. Obraz TEM interfejsu o wysokiej rozdzielczości pokazuje, że na powierzchni monokryształu molibdenu i selenku tworzy się amorficzny stop. Stop ten składa się z mieszaniny molibdenu, selenu i platyny w stosunku od dwóch do czterech do jednego Po opanowaniu.

Tę technikę można wykonać w ciągu kilku godzin, jeśli zostanie wykonana prawidłowo po jej opracowaniu. Technika ta utorowała drogę naukowcom w dziedzinie nanotechnologii i materiałoznawstwa, którzy badają właściwości elektryczne w ich półprzewodnikowych systemach materiałowych.