Name: Wytwarzanie kontaktów omowych przy użyciu techniki skupionej wiązki jonów i charakterystyki elektrycznej warstwowych nanostruktur półprzewodnikowych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 12 s
Description: Poznaj technikę skupionej wiązki jonów do wytwarzania kontaktów omowych na nanostrukturach MoSe₂. Ta metoda zapewnia wysoką powtarzalność pomiarów elektrycznych i prostszą procedurę niż tradycyjna litografia.

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

RSC dziękuje wsparciu Narodowej Rady Nauki (NSC) z Tajwanu w ramach Projektu NSC 102-2112-M-011-001-MY3. YSH przyjmuje do wiadomości wsparcie ze strony Rady Bezpieczeństwa Narodowego Tajwanu w ramach projektu NSC 100-2112-M-011-001-MY3.

1. Charakterystyka strukturalnakryształów MoSe 2 warstwowych (patrz Krok 1 na rysunku 1)
<ol>
	<li>Procedura pomiaru XRD
	<ol>
		<li>Zamontuj2-warstwowy kryształ MoSe (o zakresie rozmiarów 5 x 5 x 0,1-10 x 10 x 0,5 mm3) lub krystaliczny proszek (który zmieszano z proszkiem kwarcowym i spoiwem i rozmazano na szkle szkiełkowym) na uchwycie.</li>
		<li>Dociśnij uchwyt za pomocą szkła przesuwnego, aby upewnić się, że powierzchnia kryształu warstwy jest równoległa do powierzchni uchwytu.</li>
		<li>Załadować uchwyt próbki do dyfraktometru.</li>
		<li>Zamknij drzwiczki dyfraktometru.</li>
		<li>Skalibruj linię wiązki zgodnie z instrukcjami producenta.</li>
		<li>Wprowadź parametry pomiaru, takie jak 2 zakresy skanowania (10-80°), przyrost (0,004°) i czas przebywania (0,1 sekundy).</li>
		<li>Uruchom program DIFFRAC. Centrum Pomiarowe uruchamia się na komputerze podłączonym do dyfraktometru, a następnie zapisuje dane i nazywa plik danych zgodnie z protokołem producenta.</li>
		<li>Przeanalizuj wzór XRD, identyfikując położenie pików dyfrakcyjnych za pomocą oprogramowania, a następnie porównaj ze standardowymi danymi z bazy danych kart JCPDS, aby potwierdzić pojedynczą orientację poza płaszczyzną i jakość monokrystaliczną kryształów warstwy MoSe2 32,33.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Procedura pomiaru mikroramanowskiego
	<ol>
		<li>Wykonaj kalibrację urządzenia Ramanowskiego, używając płytki krzemowej jako próbki wzorcowej. Pomiar płytki krzemowej jest taki sam, jak procedura opisana poniżej dla zainteresowanego kryształu MoSe2 warstwy.</li>
		<li>Zamontuj2-warstwowy kryształ MoSe na szkle szkiełkowym.</li>
		<li>Załaduj szkiełko szkiełkowe na uchwyt mikroskopu optycznego i skoncentruj powierzchnię próbki za pomocą źródła białego światła.</li>
		<li>Przełącz źródło światła ze światła białego na wiązkę laserową (długość fali przy 514 nm).</li>
		<li>Wprowadź parametry pomiaru, takie jak zakres skanowania liczby falowej (150-500 cm-1), czas integracji (10 sekund) i liczba czasów skanowania (10-30 razy).</li>
		<li>Uruchom program na komputerze podłączonym do spektrometru Ramana, a następnie zapisz dane i nazwij plik danych zgodnie z protokołem producenta.</li>
		<li>Przeanalizuj widmo Ramana, identyfikując ich szerokości i położenie pików za pomocą oprogramowania, a następnie porównaj ze standardowymi danymi z referencji, aby potwierdzić strukturę krystaliczną, typ i jakość kryształów warstwy MoSe2 34,35.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Produkcja2-warstwowych urządzeń nanokrystalicznych MoSe
<ol>
	<li>Mechaniczna eksfoliacja kryształów warstwowych
	<ol>
		<li>Wyczyść pęsetę acetonem i alkoholem.</li>
		<li>Za pomocą pęsety wybierz2-warstwowe kryształy MoSe (od 4 do 8 sztuk) o błyszczącej powierzchni (tj. lustrzanej powierzchni kryształu) i powierzchni większej niż 0,5 x 0,5 mm2 i umieść je na taśmie do krojenia w kostkę o powierzchni 20 x 60 mm2.</li>
		<li>Złóż taśmę na pół, aby złuszczyć warstwę kryształu i powtórz czynność około dwadzieścia razy. Zazwyczaj kryształy warstwowe można rozebrać na wiele kryształów o szerokości mikrometrów (patrz Krok 2 na rysunku 1).</li>
		<li>Załaduj taśmę do krojenia w kostkę z warstwą nanokrystalicznego proszku do komory SEM, aby obserwować rozmiary i morfologie tych pozbawionych 2-warstwowych mikrokryształów MoSe. Jeśli rozkład szerokości warstwy nanokryształu wynosi 1-20 μm, proszek nanokrystaliczny może spełniać kryteria produkcji urządzenia.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dyspersja warstwy nanokryształów na szablonie urządzenia
	<ol>
		<li>Umieść taśmę do krojenia w kostkę z warstwą proszku nanokrystalicznego do góry nogami na szablonie urządzenia. Matryca jest podłożem krzemowym pokrytym SiO2 (300 nm) z szesnastoma wstępnie wzorzystymi elektrodami Ti (30 nm)/Au (90 nm) na powierzchni SiO2 (patrz krok 4 na rysunku 1). Rozmiar obszaru szablonu wynosi 5 x 5 mm2.</li>
		<li>Lekko postukaj w taśmę do krojenia w kostkę, aby kilka nanokryształów (około 10 do 100 kawałków) spadło na szablon.</li>
		<li>Sprawdź liczbę, gęstość i stan dyspersji nanokryształu na szablonie za pomocą mikroskopu optycznego lub czasami SEM, jeśli rozproszonych nanokryształów nie można zaobserwować pod mikroskopem optycznym. Zazwyczaj lepszym warunkiem do kolejnego przetwarzania FIB jest od 2 do 5 kawałków nanokryształów (wielkość powierzchni większa niż 2 x 2μm2) rozproszonych na środkowym kwadracie (o powierzchni 80 x 80μm2) matrycy bez nakładania się na siebie.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Produkcja elektrod przez FIB
	<ol>
		<li>Zamontuj szablony na uchwycie FIB za pomocą przewodzącej taśmy z folii miedzianej. Zazwyczaj do montażu 6-8 szablonów wymagana była powierzchnia taśmy przewodzącej 3 x 2,4cm2.</li>
		<li>Załaduj uchwyt do komory FIB.</li>
		<li>Opróżnij komorę do stopnia podciśnienia do 10-5 mbar, klikając przycisk "Pompa".</li>
		<li>Ustaw prąd wiązki elektronów (41 pA) i napięcie przyspieszenia (10 kV) dla trybu SEM.</li>
		<li>Ustaw prąd wiązki jonów (0,1 nA) i napięcie przyspieszenia (30 kV) dla trybu FIG.</li>
		<li>Rozgrzej system wiązki jonów i system wtrysku gazu (GIS), klikając odpowiednio przycisk "wiązka włączona" i przycisk "Zimna" w bloku "Wtrysk gazu".</li>
		<li>Włącz wiązkę elektronów, klikając przycisk "Beam On" i ustaw ostrość obrazu przy małym powiększeniu 100X.</li>
		<li>Ustaw osiową odległość roboczą z (WD) na 10 mm dla trybu SEM.</li>
		<li>Ustaw powiększenie na 5,000X i ustaw ostrość.</li>
		<li>Ustaw kąt nachylenia uchwytu na 52 stopnie, klikając przycisk "Nawigacja" i wprowadź kąt nachylenia "52".</li>
		<li>Wybierz 2-warstwowy nanokryształ MoSe o określonej grubości (od 5 do 3,000 nm) oraz prostokątnym i kwadratowym kształcie do produkcji elektrody.</li>
		<li>Wykonaj zdjęcia SEM w różnych powiększeniach (od 1 000 do 10 000 razy) docelowego nieskazitelnego materiału przed wyprodukowaniem elektrody, klikając przycisk "Migawka".</li>
		<li>Przełącz się w tryb FIB i wykonaj zdjęcie FIB w trybie migawki, aby skrócić czas ekspozycji docelowego materiału pod bombardowanie wiązką jonów.</li>
		<li>Zdefiniuj obszar osadzania elektrody, wybierz tryb "Osadzanie Pt" i wprowadź wartość grubości (0,2-1,0 μm) osadzonej elektrody Pt.</li>
		<li>Wprowadzić kapilarnę GIS do komory, klikając pole "Pt dep" w bloku "Wtrysk gazu".</li>
		<li>Ponownie wykonaj zdjęcie w trybie migawki i zmodyfikuj położenie elektrod, jeśli pierwotnie zdefiniowany wzór nieznacznie się przesunie.</li>
		<li>Włącz depozycję FIB, klikając przycisk "Rozpocznij tworzenie wzoru".</li>
		<li>Po osadzeniu należy odrysować kapilarnę GIS poprzez odznaczenie pola "Pt dep" w bloku "Wtrysk gazu".</li>
		<li>Przełącz się w tryb SEM i sprawdź wynik osadzenia elektrod Pt na warstwie nanokryształu.</li>
		<li>Wykonaj obrazy SEM w różnych powiększeniach gotowych urządzeń za pomocą dwóch lub czterech elektrod (patrz krok 3 na rysunku 1).</li>
		<li>Ustaw kąt nachylenia uchwytu z powrotem na 0 stopni, klikając przycisk "Nawigacja" i wprowadź kąt nachylenia "0".</li>
		<li>Wykonaj oglądane od góry obrazy SEM w różnych powiększeniach, aby oszacować szerokość materiału i odległość między elektrodami, klikając przycisk "Migawka".</li>
		<li>Wyłącz systemy wiązki elektronów i wiązki jonów oraz schładzaj system GIS, klikając odpowiednio przycisk "Wiązka wyłączona" i przycisk "Ciepła" w bloku "Wtrysk gazu".</li>
		<li>Odpowietrzyć komorę poprzez wprowadzenie azotu poprzez kliknięcie przycisków "Odpowietrznik", a następnie wyjąć uchwyt z komory. Zakończenie procesu wentylacji trwa zwykle od 5 do 10 minut.</li>
		<li>Zamknij drzwi komory i opróżnij komorę.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Charakterystyka2-warstwowych urządzeń nanokrystalicznych MoSe
<ol>
	<li>Pomiar grubości warstwy nanokryształów metodą AFM
	<ol>
		<li>Zamontuj wspornik AFM do uchwytu sondy.</li>
		<li>Włącz program AFM i wybierz tryb "ScanAsyst".</li>
		<li>Załaduj uchwyt sondy i połącz go z głowicą diody laserowej stacji AFM.</li>
		<li>Wykonaj kalibrację, aby wyrównać położenie padającej wiązki laserowej i wspornika zgodnie z protokołem producenta.</li>
		<li>Zamontuj próbkę (chip szablonowy z urządzeniami nanokrystalicznymi wyprodukowanymi przez FIB) na uchwycie próbki za pomocą taśmy foliowej Cu.</li>
		<li>Załaduj uchwyt próbki do stacji AFM.</li>
		<li>Przesuń uchwyt próbki do pozycji mniej więcej pod wiązką laserową lub wspornikiem AFM.</li>
		<li>Opuść wspornik AFM do pozycji ostrości, skupiając obraz mikroskopu optycznego warstwy nanokryształu.</li>
		<li>Wprowadź parametry skanowania, takie jak obszar skanowania (6 x 6-30 x 30 μm2), częstotliwość (0,5-1,5 Hz) i rozdzielczość (256-512 linii).</li>
		<li>Uruchom program i zapisz dane zgodnie z protokołem producenta.</li>
		<li>Podnieś wspornik AFM i wyjmij uchwyt próbki.</li>
		<li>Załaduj drugą próbkę i w razie potrzeby powtórz procedurę pomiarową opisaną powyżej.</li>
		<li>Oszacuj grubość warstw nanokryształów, analizując obraz AFM i profil wysokości za pomocą oprogramowania "NanoScope Analysis". Wybierz profil wysokości bocznej z obrazu AFM i określ średnią wartość grubości na podstawie obszaru spłaszczenia profilu. (Patrz rysunek 2d i 2e)</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Pomiar prądu w funkcji napięcia (I-V) nanokryształów warstwy
	<ol>
		<li>Zamontuj próbkę (chip szablonowy z urządzeniami nanokrystalicznymi wyprodukowanymi w warstwie FIB) na podłożu mikowym za pomocą taśmy foliowej Cu.</li>
		<li>Połącz emaliowane druty lub druty Cu z elektrodami chipa za pomocą pasty Ag. (Patrz krok 4 na rysunku 1.)</li>
		<li>Załaduj gotową próbkę do komory stacji pomiarowej i przymocuj ją do uchwytu próbki za pomocą taśmy foliowej Cu. Stacja sondy kriogenicznej znajdowała się w ciemnym otoczeniu. (Patrz krok 5 na rysunku 1.)</li>
		<li>przewody elektryczne próbki i metalowe elektrody sond jeden po drugim.</li>
		<li>Zakryj górną część komory i opróżnij komorę do 10-4 mbar. Schłodzić próbkę do temperatury 77 K, wprowadzając ciekły azot do stacji sondy. Ustaw zakres temperatur (zwykle od 80 do 320 K), interwał i czas przebywania dla kontroli temperatury. (Niezbędne tylko do pomiaru zależnego od temperatury).</li>
		<li>Ustaw zastosowany zakres przemiatania napięcia (zwykle od -1 do 1 V), przedział napięcia (0,01 V) i ograniczony prąd maksymalny (10 lub 100 μA) w wielofunkcyjnym elektrometrze o ultrawysokiej impedancji dla dwuzaciskowego pomiaru I-V. W przypadku pomiaru z czterema zaciskami ustaw zastosowany zakres przemiatania prądu (zwykle od -100 do 100 μA) i przedział prądu (1 μA).</li>
		<li>Uruchom program i zapisz dane I-V w temperaturze pokojowej lub w różnych temperaturach.</li>
		<li>W razie potrzeby otworzyć pokrywę komory i wyjąć próbkę z komory.</li>
		<li>W razie potrzeby załadować drugą próbkę i powtórzyć procedurę opisaną powyżej.</li>
		<li>Przeanalizuj krzywą I-V, wykreślając dane dotyczące zmierzonego prądu w stosunku do przyłożonego napięcia za pomocą oprogramowania. Dopasuj krzywą I-V, wybierając funkcję Linear Fitting (Dopasowanie liniowe). Sprawdź liniowość krzywej I-V i uzyskaj wartość nachylenia (tj. wartość przewodności). (Patrz krok 6 na rysunku 1.)</li>
		<li>W razie potrzeby powtórzyć krok 3.2.10 dla krzywych I-V mierzonych w różnych temperaturach.</li>
		<li>Obliczyć wartość przewodności (σ) zgodnie z równaniem σ= G(t/tw), przyjmując parametry uzyskane z pomiarów I-V, SEM i AFM, w tym przewodność (G), grubość (t), szerokość (w) i długość (l) warstwy nanokryształu.</li>
		<li>Wykreśl krzywe wartości przewodności i przewodności w funkcji grubości nanokryształów warstwy.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Wilson, J. A., Yoffe, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+transition+metal+dichalcogenides+discussion+and+interpretation+of+the+observed+optical%2C+electrical+and+structural+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Phys%22%5BJournal%5D)">The transition metal dichalcogenides discussion and interpretation of the observed optical, electrical and structural properties.</a> Adv. Phys. 18 (73), 193-335 (1969).</li>
<li>Ataca, C., Sahin, H., Ciraci, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-layer+MX2+transition-metal+oxides+and+dichalcogenides+in+a+honeycomb-like+structure%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Single-layer MX2 transition-metal oxides and dichalcogenides in a honeycomb-like structure.</a> J. Phys. Chem. C. 116 (16), 8983-8999 (2012).</li>
<li>Wang, Q. H., Kalantar-Zadeh, K., Kis, A., Coleman, J. N., Strano, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronics+and+optoelectronics+of+two-dimensional+transition+metal+dichalcogenides%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotech%22%5BJournal%5D)">Electronics and optoelectronics of two-dimensional transition metal dichalcogenides.</a> Nature Nanotech. 7 (11), 699-712 (2012).</li>
<li>Mak, K. F., Lee, C., Hone, J., Shan, J., Heinz, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomically+thin+MoS2%3A+A+new+direct-gap+semiconductor%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Atomically thin MoS2: A new direct-gap semiconductor.</a> Phys. Rev. Lett. 105 (13), 136805(2010).</li>
<li>Splendiani, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+photoluminescence+in+monolayer+MoS2%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Emerging photoluminescence in monolayer MoS2.</a> Nano Lett. 10 (4), 1271-1275 (2010).</li>
<li>Lebègue, S., Eriksson, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+structure+of+two-dimensional+crystals+from+ab+initio+theory%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Electronic structure of two-dimensional crystals from ab initio theory.</a> Phys. Rev. B. 79 (11), 115409(2009).</li>
<li>Kuc, A., Zibouche, N., Heine, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+quantum+confinement+on+the+electronic+structure+of+the+transition+metal+sulfide+TS2%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Influence of quantum confinement on the electronic structure of the transition metal sulfide TS2.</a> Phys. Rev. B. 83 (24), 245213(2011).</li>
<li>Yoffe, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Layer+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Mater.+Sci%22%5BJournal%5D)">Layer compounds.</a> Annu. Rev. Mater. Sci. 3, 147-170 (1993).</li>
<li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable+band+gap+photoluminescence+from+atomically+thin+transition-metal+dichalcogenide+alloys%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Tunable band gap photoluminescence from atomically thin transition-metal dichalcogenide alloys.</a> ACS Nano. 7 (5), 4610-4616 (2013).</li>
<li>Radisavljevic, B., Kis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mobility+engineering+and+a+metal-insulator+transition+in+monolayer+MoS2%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Mater%22%5BJournal%5D)">Mobility engineering and a metal-insulator transition in monolayer MoS2.</a> Nature Mater. 12 (9), 815-820 (2013).</li>
<li>Zhang, Y., Ye, J., Matsuhashi, Y., Iwasa, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ambipolar+MoS2+thin+flake+transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Ambipolar MoS2 thin flake transistors.</a> Nano Lett. 12 (3), 1136-1140 (2012).</li>
<li>Liu, H., Neal, A. T., Ye, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Channel+length+scaling+of+MoS2+MOSFETs%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Channel length scaling of MoS2 MOSFETs.</a> ACS Nano. 6 (10), 8563-8569 (2012).</li>
<li>Ghatak, S., Pal, A. N., Ghosh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nature+of+electronic+states+in+atomically+thin+MoS2+field-effect+transistors%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Nature of electronic states in atomically thin MoS2 field-effect transistors.</a> ACS Nano. 5 (10), 7707-7712 (2011).</li>
<li>Ong, Z. Y., Fischetti, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mobility+enhancement+and+temperature+dependence+in+top-gated+single-layer+MoS2%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Mobility enhancement and temperature dependence in top-gated single-layer MoS2.</a> Phys. Rev. B. 88 (16), (2013).</li>
<li>Hwang, W. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+study+of+chemically+synthesized+and+exfoliated+multilayer+MoS2+field-effect+transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Comparative study of chemically synthesized and exfoliated multilayer MoS2 field-effect transistors.</a> Appl. Phys. Lett. 102 (4), 165316(2013).</li>
<li>Park, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+environmental+and+passivation+effects+on+molybdenum+disulfide+field+effect+transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Oxygen environmental and passivation effects on molybdenum disulfide field effect transistors.</a> Nanotechnology. 24 (9), 095202(2013).</li>
<li>Wu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+mobility+and+high+on%2Foff+ratio+field-effect+transistors+based+on+chemical+vapor+deposited+single-crystal+MoS2+grains%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">High mobility and high on/off ratio field-effect transistors based on chemical vapor deposited single-crystal MoS2 grains.</a> Appl. Phys. Lett. 102 (14), 142106(2013).</li>
<li>Larentis, S., Fallahazad, B., Tutuc, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Field-effect+transistors+and+intrinsic+mobility+in+ultra-thin+MoSe2+layers%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Field-effect transistors and intrinsic mobility in ultra-thin MoSe2 layers.</a> Appl. Phys. Lett. 101 (22), 223104(2012).</li>
<li>Bolotin, K. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrahigh+electron+mobility+in+suspended+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Solid+State+Commun%22%5BJournal%5D)">Ultrahigh electron mobility in suspended graphene.</a> Solid State Commun. 146 (9), 351-355 (2008).</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 (7065), 197-200 (2005).</li>
<li>Zhang, Y., Tan, Y. W., Stormer, H. L., Kim, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+observation+of+the+quantum+Hall+effect+and+Berry%27s+phase+in+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry's phase in graphene.</a> Nature. 438 (7065), 201-204 (2005).</li>
<li>Radisavljevic, B., Radenovic, A., Brivio, J., Giacometti, V., Kis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-layer+MoS2+transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotech%22%5BJournal%5D)">Single-layer MoS2 transistors.</a> Nature Nanotech. 6 (3), 147-150 (2011).</li>
<li>Chang, C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+transport+properties+of+single+GaN+and+InN+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electro.+Mater%22%5BJournal%5D)">Electrical transport properties of single GaN and InN nanowires.</a> J. Electro. Mater. 35 (4), 738-743 (2006).</li>
<li>Calarco, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-dependent+photoconductivity+in+MBE-grown+GaN-nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Nano.+Lett%22%5BJournal%5D)">Size-dependent photoconductivity in MBE-grown GaN-nanowires.</a> Nano. Lett. 5 (5), 981-984 (2005).</li>
<li>Soci, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ZnO+nanowire+UV+photodectors+with+high+internal+gain%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">ZnO nanowire UV photodectors with high internal gain.</a> Nano Lett. 7 (4), 1003-1009 (2007).</li>
<li>Nam, D. T., Fischer, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disorder+effects+in+focused-ion-beam-deposited+Pt+contacts+on+GaN+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Disorder effects in focused-ion-beam-deposited Pt contacts on GaN nanowires.</a> Nano Lett. 5 (10), 2029-2033 (2005).</li>
<li>Chen, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anomalous+quantum+efficiency+for+photoconduction+and+its+power+dependence+in+metal+oxide+semiconductor+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Anomalous quantum efficiency for photoconduction and its power dependence in metal oxide semiconductor nanowires.</a> Nanoscale. 5 (15), 6867-6873 (2013).</li>
<li>Chen, R. S., Tang, C. C., Shen, W. C., Huang, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thickness-dependent+electrical+conductivities+and+ohmic+contacts+in+transition+metal+dichalcogenides+multilayers%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Thickness-dependent electrical conductivities and ohmic contacts in transition metal dichalcogenides multilayers.</a> Nanotechnology. 25 (41), (2014).</li>
<li>Huang, Y. H., Peng, C. C., Chen, R. S., Huang, Y. S., Ho, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transport+properties+in+semiconducting+NbS2+nanoflakes%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Transport properties in semiconducting NbS2 nanoflakes.</a> Appl. Phys. Lett. 105 (9), (2014).</li>
<li>Hu, S. Y., Liang, C. H., Tiong, K. K., Lee, Y. C., Huang, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+characterization+of+large+niobium-doped+MoSe2+single+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Crystal+Growth%22%5BJournal%5D)">Preparation and characterization of large niobium-doped MoSe2 single crystals.</a> J. Crystal Growth. 285 (3), 408-414 (2005).</li>
<li>Das, S., Appenzeller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Where+does+the+current+flow+in+two-dimensional+layered+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Where does the current flow in two-dimensional layered systems.</a> Nano Lett. 13 (7), 3396-3402 (2013).</li>
<li>Cullity, B. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCullity%2C+BD+%22Elements+of+X-ray+Diffraction%22">Elements of X-ray Diffraction</a>. , 2nd ed, Addison-Wesley Publishing Company, Inc. Boston, Massachusetts. (1978).</li>
<li>Jadczak, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Composition+dependent+lattice+dynamics+in+MoSxSe%282-x%29+alloys%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Composition dependent lattice dynamics in MoSxSe(2-x) alloys.</a> J. Appl. Phys. 116 (19), 193505(2014).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Raman+Scattering+in+Materials+Science%22">Raman Scattering in Materials Science</a>. Weber, W. H., Merlin, R. , Springer Science. Verlag, Berlin. (2000).</li>
<li>Tonndorf, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoluminescence+emission+and+Raman+response+of+monolayer+MoS2%2C+MoSe2%2C+and+WSe2%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Photoluminescence emission and Raman response of monolayer MoS2, MoSe2, and WSe2.</a> Opt. Express. 21 (4), 4908-4916 (2013).</li>
<li>Hu, S. Y., Liang, C. H., Tiong, K. K., Lee, Y. C., Huang, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+characterization+of+large+niobium-doped+MoSe2+single+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Crystal+Growth%22%5BJournal%5D)">Preparation and characterization of large niobium-doped MoSe2 single crystals.</a> J. Crystal Growth. 285 (3), 408-414 (2005).</li>
<li>Hu, S. Y., Liang, C. H., Tiong, K. K., Huang, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Re+dopant+on+the+electrical+and+optical+properties+of+MoSe2+single+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Alloys+Compounds%22%5BJournal%5D)">Effect of Re dopant on the electrical and optical properties of MoSe2 single crystals.</a> J. Alloys Compounds. 442 (1-2), 1-2 (2007).</li>
<li>Bougouma, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+and+characterization+of+large%2C+high+quality+MoSe2+single+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Crystal+Growth%22%5BJournal%5D)">Growth and characterization of large, high quality MoSe2 single crystals.</a> J. Crystal Growth. 363, 122-127 (2013).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Dokładne określenie wartości σ i jej zależności wymiarowej w warstwie nanokryształów jest w dużym stopniu zależne od jakości styków elektrycznych. Metoda osadzania FIB zastosowana do osadzania elektrod metalowych odegrała kluczową rolę w całym badaniu. Zgodnie z analizami elektrycznymi, strukturalnymi i składowymi, wytwarzanie stabilnych i wysoce odtwarzalnych styków omowych przy użyciu metody osadzania FIB w urządzeniach MoSe2 lub MoS2 było ułatwione dzięki tworzeniu amorficznego stopu prz...

Dichalkogenki metali przejściowych (TMD), takie jak MoS2, MoSe2, WS2 i WSe2, mają interesującą dwuwymiarową (2D) strukturę warstw i właściwości półprzewodnikowe1-3. Naukowcy odkryli niedawno, że jednowarstwowa struktura MoS2 wykazuje znacznie zwiększoną wydajność emisji światła ze względu na efekt uwięzienia kwantowego. Odkrycie nowego materiału półprzewodnikowego z bezpośrednią przerwą energetyczną przyciągnęło znaczną uwagę4-7. Ponadto, łatwa do usunięcia warstwowa struktura TMD jest doskonałą platformą do badania podstawowych właściwości materiałów 2D. W przeciwieństwie do metalicznego grafenu bez przerwy energetycznej, TMD mają nieodłączne właściwości półprzewodnikowe i mają przerwę energetyczną w zakresie 1-2 eV1,3,8. Struktury 2D trójskładnikowych związków TMDs9 oraz możliwość integracji tych związków z grafenem dają niespotykaną dotąd możliwość opracowania ultracienkich i elastycznych urządzeń elektronicznych.
W przeciwieństwie do grafenu, wartości ruchliwości elektronów w temperaturze pokojowej TMD 2D są na umiarkowanym poziomie (1-200 cm2V−1sec−1 dla MoS2 10-17; około 50 cm2V−1sec−1 dla MoSe218). Stwierdzono, że optymalne wartości ruchliwości grafenu są wyższe niż 10 000 cm2V−1sec−1. 19-21 Niemniej jednak monowarstwy półprzewodnikowe TMD wykazują doskonałą wydajność urządzenia. Na przykład monowarstwy MoS2 i MoSe2 lub wielowarstwowe tranzystory polowe wykazują wyjątkowo wysokie współczynniki włączania / wyłączania, do 106-10 9 10,12,17,18,22. Dlatego tak ważne jest zrozumienie podstawowych właściwości elektrycznych TMD 2D i ich materiałów sypkich.
Jednak badania właściwości elektrycznych materiałów warstwowych zostały częściowo utrudnione z powodu trudności w tworzeniu dobrego kontaktu omowego na kryształach warstwy. Trzy podejścia: osadzanie maski cienia (SMD)23, litografia wiązką elektronów (EBL)24,25 i osadzanie wiązką jonów skupionych (FIB)26,27 zostały wykorzystane do utworzenia kontaktów elektrycznych na nanomateriałach. Ponieważ SMD zazwyczaj wiąże się z użyciem miedzianej siatki jako maski, odstęp między dwiema elektrodami kontaktowymi jest zwykle większy niż 10 μm. W przeciwieństwie do osadzania EBL i FIB, osadzanie matryc elektrod z metalu na podłożu odbywa się bez celowania lub selekcji nanomateriałów będących przedmiotem zainteresowania w metodzie SMD. Takie podejście nie może zagwarantować, że wzory metali są prawidłowo osadzone na poszczególnych nanomateriałach jako elektrodach. Wynik metody SMD ma w sobie pierwiastek przypadku. Metody osadzania EBL i FIB są stosowane w systemie skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM); Nanomateriały można bezpośrednio obserwować i selekcjonować do osadzania elektrod. Ponadto EBL może być używany do łatwego wytwarzania elektrod metalowych o szerokości linii i odstępach między elektrodami kontaktowymi mniejszymi niż 100 nm. Jednak resztkowy opór na powierzchni nanomateriału pozostawiony podczas litografii nieuchronnie prowadzi do powstania warstwy izolacyjnej między elektrodą metalową a nanomateriałem. W ten sposób EBL prowadzi do wysokiej rezystancji styku.
Główną zaletą wytwarzania elektrod poprzez osadzanie FIB jest to, że prowadzi to do niskiej rezystancji styku. Ponieważ osadzanie metalu odbywa się poprzez rozkład prekursora metaloorganicznego przy użyciu wiązki jonów w określonym obszarze, osadzanie metalu i bombardowanie jonami zachodzą jednocześnie. Może to zniszczyć interfejs metal-półprzewodnik i zapobiec powstaniu kontaktu Schottky'ego. Bombardowanie jonowe może również eliminować zanieczyszczenia powierzchniowe, takie jak węglowodory i tlenki natywne, co zmniejsza rezystancję kontaktu. Wytwarzanie kontaktu omowego poprzez osadzanie FIB wykazano dla różnych nanomateriałów27-29. Ponadto cała procedura wytwarzania w podejściu opartym na depozycji FIB jest prostsza niż w EBL.
Ponieważ półprzewodniki warstwowe zazwyczaj wykazują wysoce anizotropowe przewodnictwo elektryczne, przewodność w kierunku między warstwami jest o kilka rzędów wielkości niższa niż w kierunku wewnętrznym30,31. Ta cecha zwiększa trudność wytwarzania styków omowych i określania przewodności elektrycznej. Dlatego w tym badaniu osadzanie FIB wykorzystano do badania właściwości elektrycznych warstwowych nanostruktur półprzewodnikowych.

<table><tbody><tr><td>HRTEM& SEAD</td><td>FEI (http://www.fei.com/products/tem/tecnai-g2/?ind=MS)</td><td>Tecnai&handel; G2 F-20</td><td></td></tr><tr><td>SEM& EDS</td><td>HITACHI (http://www.hitachi-hitec.com/global/em/sem/sem_index.html)</td><td>S-3000H</td><td></td></tr><tr><td>FIB</td><td>FEI (http://www.fei.com/products/dualbeam/versa-3d/)</td><td>Quanta 3D FEG</td><td></td></tr><tr><td>AFM</td><td>BRUKER (http://www.bruker.com/products/surface-analysis/atomic-force-microscopy/dimension-icon/overview.html)</td><td>Ikona</td><td></td>wymiaru</tr><tr><td>XRD</td><td>Dyfraktometr rentgenowski Bruker (https://www.bruker.com/products/x-ray-diffraction-and-elemental-analysis/x-ray-diffraction/d2-phaser/learn-more.html)</td><td>D2 PHASER Raman</td> Renishaw (http://www.renishaw.com/en/renishaw-enhancing-efficiency-in-manufacturing-and-healthcare--1030)inVia system mikroskopu Ramana Keithley-4200 keithley (<td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td> http://www.keithley.com.tw/products/dcac/currentvoltage/4200scs)</td><td>4200scs stacja sondy kriogenicznej</td> o ultraniskim natężeniu prądu Lakeshore Cryotronics (http://www.lakeshore.com/)Taśma <td></td></tr><tr><td></td><td></td> z folii miedzianej <td>TTP4</td><td></td></tr><tr><td></td><td>3M (http://solutions.3m.com/wps/portal/3M/en_US/Electronics_NA/Electronics/Products/Product_Catalog/~/3M-Copper-Foil-Shielding-Tape-1182?N=4294300025+5153906&&Nr=AND%28hrcy_id%3A8CQ27CX0WMgs_F2LMWMM6M6_N2RL3FHWVK_GPD0K8BC31gv%29&rt=d)</td><td>1182</td><td></td></tr><tr><td>Ag pasta</td><td>Well-Being (http://www.gredmann.com/about.htm)</td><td>MS-5000</td><td></td></tr><tr><td>Drut</td><td>Cu Guv Team (http://www.guvteam.com)</td><td>ICUD0D01N</td><td></td></tr><tr><td>taśma do krojenia w kostkę</td><td>Nexteck (http://www.nexteck-corp.com/tw/product-tape.html)</td><td>skontaktuj się z micą sprzedawcy</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Centenary Electronic (http://100y.diytrade.com/sdp/307600/4/pl-1175840/0.html)</td>Drut emaliowany <td>T0-200</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Light-Tech Electronics (http://www.ltc.com.tw/product_info.php/products_id/57631)</td><td>S.W.G #38</td><td></td></tr></tbody></table>

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

Ohmic Contact Fabrication Using a Focused-ion Beam Technique and Electrical Characterization for Layer Semiconductor Nanostructures

Warstwowe półprzewodniki z łatwymi w przetwarzaniu dwuwymiarowymi (2D) strukturami wykazują pośrednie do bezpośredniego przejścia pasma wzbronionego i doskonałą wydajność tranzystorów, co sugeruje nowy kierunek rozwoju ultracienkich i elastycznych urządzeń fotonicznych i elektronicznych nowej generacji. Zwiększona wydajność kwantowa luminescencji została szeroko zaobserwowana w tych atomowo cienkich kryształach 2D. Jednak efekty wymiarowe wykraczające poza grubość uwięzienia kwantowego, a nawet w skali mikrometrycznej, nie są oczekiwane i rzadko były obserwowane. W tym badaniu kryształy warstwy diselenku molibdenu (MoSe2) o zakresie grubości 6-2 700 nm zostały wytworzone jako urządzenia dwu- lub czterokońcowe. Formowanie kontaktu omowego udało się osiągnąć metodą osadzania wiązki jonów skupionych (FIB) przy użyciu platyny (Pt) jako metalu kontaktowego. Warstwy kryształów o różnej grubości zostały przygotowane poprzez proste mechaniczne złuszczanie za pomocą taśmy do krojenia w kostkę. Wykonano pomiary krzywej prąd-napięcie w celu wyznaczenia wartości przewodności nanokryształów warstwy. Ponadto wykorzystano transmisyjną mikroskopię elektronową o wysokiej rozdzielczości, dyfraktometrię elektronową wybranego obszaru oraz spektroskopię rentgenowską z dyspersją energii, aby scharakteryzować granicę styku metal-półprzewodnik urządzeń MoSe2 wytworzonych w FIB. Po zastosowaniu podejść zaobserwowano znaczną przewodność elektryczną zależną od grubości w szerokim zakresie grubości dla2-warstwowego półprzewodnika MoSe. Przewodność wzrosła o ponad dwa rzędy wielkości z 4,6 do 1500 Ω−1 cm−1, przy spadku grubości z 2.700 do 6 nm. Ponadto przewodność zależna od temperatury wskazuje, że cienkie wielowarstwy MoSe2 wykazywały znacznie słabe zachowanie półprzewodnikowe przy energiach aktywacji 3,5-8,5 meV, które są znacznie mniejsze niż te (36-38 meV) masy. Zaproponowano prawdopodobne właściwości transportowe z dominacją powierzchniową oraz obecność wysokiej koncentracji elektronów powierzchniowych w MoSe2. Podobne wyniki można uzyskać dla innych warstwowych materiałów półprzewodnikowych, takich jak MoS2 i WS2.

Wyznaczone wartości przewodności elektrycznej (G) oraz przewodności właściwej (σ) nanomateriałów warstwowych o różnych grubościach są w dużym stopniu zależne od jakości kontaktów elektrycznych. Kontakty omowe w dwukoncówkowych urządzeniach z MoSe2, wykonanych metodą osadzania FIB, charakteryzuje się poprzez pomiar krzywej prądowo-napięciowej (I–V). Krzywe I–V w temperaturze pokojowej dla dwukoncówkowych urządzeń z nanoflakami MoSe2 o różnych grub...

Opisujemy podejścia do wytwarzania urządzeń i charakterystyki elektrycznej nanostruktur półprzewodnikowych z warstwy diselenku molibdenu (MoSe2) o różnych grubościach. Ponadto opisano wytwarzanie styków omowych dla2-warstwowych nanokryształów MoSe metodą osadzania wiązki jonów z użyciem platyny (Pt) jako metalu kontaktowego.

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

Layer semiconductors with easily processed two-dimensional (2D) structures exhibit indirect-to-direct bandgap transitions and superior transistor ...

Ogólnym celem tej procedury jest wykorzystanie techniki skupionej wiązki jonów w celu obserwacji tworzenia kontaktów omowych na poszczególnych nanostrukturach warstwowych materiałów półprzewodnikowych. Metoda ta może pomóc w udzieleniu odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie nanotechnologii, takie jak sposób tworzenia dobrych kontaktów omowych na pojedynczych nanomateriałach bez obróbki alne. Główną zaletą tej techniki jest to, że podejście z wykorzystaniem metalowego osadzania wiązką jonów zapewnia wysoką powtarzalność kontaktów elektrycznych na pojedynczych warstwowych nanostrukturach półprzewodnikowych.Cały proces jest również stosunkowo prosty w porównaniu z innymi technikami, takimi jak dyskografia trobinowa. Po charakterystyce strukturalnej kryształów warstwy dwusiarczku molibdenu, opisanej w towarzyszącym protokole tekstowym, należy rozpocząć wytwarzanie urządzeń z nanokryształów warstwy dwusiarczku molibdenu. W pierwszej kolejności oczyścić pęsetę acetonem, a następnie alkoholem.Za pomocą pincety wybierz od czterech do ośmiu kawałków kryształów warstwy dwuselenku molibdenu o błyszczącej powierzchni i wymiarach większych niż 0,5 mm na 0,5 mm. Umieść każdy kryształ na kawałku taśmy do dicingu o wymiarach 20 mm na 60 mm. Złóż taśmę na pół, aby przeprowadzić eksfoliację warstwy.Kryształ, powtórz tę czynność około 20 razy. Zazwyczaj kryształy warstwowe można rozdzielić na liczne kryształy o rozmiarach mikrometrycznych. Przygotuj trzy podłoża krzemowe powlekane dwutlenkiem krzemu z 16 elektrodami tytanowo-złotymi pre-PA na powierzchni.Powierzchnia każdego szablonu powinna wynosić około pięciu milimetrów na pięć milimetrów. Umieść taśmę do dicingu z warstwą proszku nano Krystal odwróconą do dołu na każdym szablonie urządzenia. Delikatnie opukaj taśmę do dicingu, aby około 10 do 100 kryształów warstwy diselenku molibdenu spadło na każdy szablon.Zamocuj przygotowane próbki na uchwycie do wiązki jonowej (FIB), używając przewodzącej miedzianej taśmy foliowej. Następnie umieść uchwyt w komorze wiązki jonowej. Odpowietrz komorę do ciśnienia 1 × 10⁵ mbar, klikając przycisk pompy.Dla trybu SEM ustaw natężenie wiązki elektronów na 41 pico amps, a napięcie przyspieszające na 10 kilovolts. Następnie, dla trybu FIB, ustaw natężenie wiązki jonowej na 0.1 nano amps, a napięcie przyspieszające na 30 kilovolts. Następnie rozgrzej system wiązki jonowej oraz system wtryskiwania gazu.Włącz wiązkę elektronów, klikając przycisk beam on, a następnie ustaw ostrość obrazu przy niskim powiększeniu 100 x. Następnie ustaw odległość roboczą w osi Z na 10 millimeters dla trybu SEM. Teraz zwiększ powiększenie do 5, 000 x i ustaw ostrość na próbce.Po ustawieniu ostrości, wprowadź w menu nawigacyjnym kąt nachylenia 52 stopnie, aby pochylić uchwyt. Następnie wybierz prostokątne i kwadratowe nanokryształy dwusiarczku molibdenu. Warstwy nanokryształów powinny mieć grubość od 5 do 3000 nanometrów.W celu wykonania elektrody, przed jej przygotowaniem należy wykonać obrazy SCM docelowego materiału pierwotnego przy różnych powiększeniach w zakresie od 1000 x do 10 000 x. Następnie należy przełączyć urządzenie w tryb skupionej wiązki jonów i wykonać obraz w trybie snapshot, aby skrócić czas ekspozycji docelowego materiału na bombardowanie wiązką jonów. Obszar osadzania elektrody definiuje się poprzez wybranie trybu osadzania platyny, a następnie wprowadzenie wartości grubości od 0,2 do 1,0 mikrona.Następnie wprowadź kapilarę systemu wtrysku gazu do komory, klikając pole osadzania platyny (platinum deposition) w bloku wtrysku gazu. Wykonaj kolejne zdjęcie w trybie migawkowym i skoryguj położenie elektrod. Jeśli pierwotnie zdefiniowany wzór ulegnie niewielkiemu przesunięciu, włącz osadzanie wiązką skupionych jonów. Po zakończeniu osadzania wycofaj kapilarę systemu wtrysku gazu, odznaczając pole osadzania platyny.Następnie przełącz urządzenie w tryb skaningowego mikroskopu elektronowego i wykonaj obrazy z różnymi powiększeniami gotowych urządzeń z dwiema lub czterema elektrodami. Po wykonaniu obrazów ustaw kąt nachylenia uchwytu, przywróć go do zera stopni i wykonaj dodatkowe obrazy z widoku z góry przy różnych powiększeniach, aby oszacować szerokość materiału oraz odległość między elektrodami. Po zakończeniu wyłącz systemy wiązki elektronowej i wiązki jonowej oraz schłodź system wtrysku gazu.Następnie odpowietrz komorę azotem, a potem wyjmij uchwyt z komory. Na koniec zamknij drzwi komory i opróżnij ją z powietrza. Po raz ostatni.Tutaj przedstawiono reprezentatywne obrazy z poluowego skaningowego mikroskopu elektronowego dla urządzeń z molibdenowymi elektrodami planarnymi (IDE) dwubiegunowych i czterobiegunowych. Po wykorzystaniu mikromanipulatora (FM) do oszacowania wysokości kilku nanoplatków, kontakty omowe urządzeń można scharakteryzować poprzez pomiar zależności natężenia prądu od napięcia. Krzywe prądowo-napięciowe tego urządzenia wykazują zależność liniową, co potwierdza warunki kontaktu omowego w urządzeniach z dwuselenku molibdenu.Poprzeczny obraz z transmisyjnego mikroskopu elektronowego interfejsu platyny i diselenku molibdenu pokazuje, że w wyniku bombardowania wiązką jonów między platyną a diselenkiem molibdenu utworzyła się warstwa stopu o grubości około 25 do 30 nanometrów. Obraz TEM interfejsu w wysokiej rozdzielczości wykazuje, że na powierzchni monokryształu diselenku molibdenu powstał stop amorficzny. Stop ten składa się z mieszaniny molibdenu, selenu i platyny w stosunku dwa do czterech do jednego.Technikę tę można przeprowadzić w ciągu kilku godzin, jeśli jest ona prawidłowo wykonana po etapie opracowania. Metoda ta utorowała drogę badaczom z dziedziny nanotechnologii i inżynierii materiałowej, umożliwiając badanie właściwości elektrycznych w ich materiałowych systemach półprzewodnikowych.

ohmic-contact-fabrication-using-focused-ion-beam-technique-electrical

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

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

Omówiono proces produkcji i eksperymentalne techniki charakterystyki pomp jednoelektronowych opartych na kropkach kwantowych krzemowo-metalowo-tlenkowo-półprzewodnikowych.

Kropki kwantowe krzemowo-metalowo-tlenkowo-półprzewodnikowe do pompowania pojedynczych elektronów

Przedstawiamy protokół łączący metrologię atomową Skaningowego Mikroskopu Tunelowego do modelowania powierzchni z selektywnym osadzaniem warstw atomowych i reaktywnym trawieniem jonowym. Korzystając z solidnego procesu obejmującego liczne ekspozycje atmosferyczne i transport, wytwarzane są nanostruktury 3D z metrologią atomową.

Wytwarzanie nanostruktur identyfikowalnych atomowo

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

Nanocząstki o jednakowej wielkości mogą usunąć wahania wymiarów otworów kontaktowych wzorowane na foliach fotorezystu z poli(metakrylanu metylu) (PMMA) za pomocą litografii wiązką elektronów (wiązka elektronów). Proces ten obejmuje elektrostatyczne kierowanie w celu wyśrodkowania i osadzenia nanocząstek w otworach kontaktowych, a następnie etapy fotorezystu rozpływowego oraz trawienia plazmowego i mokrego.

Wykorzystanie nanocząstek protektorowych do usuwania skutków odgłosów strzału w otworach kontaktowych wytwarzanych metodą litografii wiązką elektronów

Izolowanie elektrycznych i termicznych efektów na elektrycznie wspomagane deformacje (EAD) jest bardzo trudne przy użyciu makroskopowych próbek. Opracowano mikro- i nanostruktury próbek metalicznych wraz z niestandardową procedurą testową w celu oceny wpływu przyłożonego prądu na powstawanie bez ogrzewania dżuli i ewolucję dyslokacji na tych próbkach.

Nowatorska metoda elektromechanicznej charakterystyki próbek w nanoskali in situ

Przedstawiono protokół wytwarzania elektrochemicznie aktywnych nanobaterii litowo-jonowych litowo-jonowych na bazie litów litowo-jonowych opartych na elektrochemicznie aktywnych LiPON przy użyciu skupionej wiązki jonów.

Produkcja skupionej wiązki jonów półprzewodnikowych nanobaterii litowo-jonowych na bazie LiPON do testów in situ

Wykazaliśmy, że wytrawianie nano-architektury w wewnątrzkorowych urządzeniach mikroelektrodowych może zmniejszyć reakcję zapalną i ma potencjał do poprawy zapisów elektrofizjologicznych. Opisane w niniejszym dokumencie metody nakreślają podejście do wytrawiania nanoarchitektur na powierzchni niefunkcjonalnych i funkcjonalnych mikroelektrod krzemowych z pojedynczym trzpieniem wewnątrzkorowym.

Litografia z użyciem skupionej wiązki jonów do wytrawiania nanoarchitektur w mikroelektrodach

Prezentowany tutaj jest protokół do analizy zmian nanostrukturalnych podczas polaryzacji in situ z transmisyjną mikroskopią elektronową (TEM) dla ułożonej struktury metal-izolator-metal. Ma on znaczące zastosowania w rezystancyjnych poprzeczkach przełączających dla nowej generacji programowalnych obwodów logicznych i sprzętu neuronaśladującego, aby ujawnić ich podstawowe mechanizmy działania i praktyczne zastosowanie.

Transmisyjna mikroskopia elektronowa in situ z polaryzacją i wytwarzaniem asymetrycznych poprzeczek w oparciu o mieszane fazy a-VO x

Techniki kriogenicznej skupionej wiązki jonów (FIB) i skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) mogą dostarczyć kluczowych informacji na temat chemii i morfologii nienaruszonych granic faz ciało stałe-ciecz. Szczegółowo omówiono metody sporządzania wysokiej jakości map spektroskopowych takich interfejsów z dyspersją energii (EDX), ze szczególnym uwzględnieniem urządzeń do magazynowania energii.

Charakterystyka granic faz ciecz-ciało stałe w nanoskali poprzez sprzężenie kriofokusowego mielenia wiązki jonów ze skaningową mikroskopią elektronową i spektroskopią

Poznaj technikę skupionej wiązki jonów do wytwarzania kontaktów omowych na nanostrukturach MoSe₂. Ta metoda zapewnia wysoką powtarzalność pomiarów elektrycznych i prostszą procedurę niż tradycyjna litografia.

Wytwarzanie kontaktów omowych przy użyciu techniki skupionej wiązki jonów i charakterystyki elektrycznej warstwowych nanostruktur półprzewodnikowych (Wideo) | JoVE Journal

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

Przeglądaj więcej filmów