Изготовление пространственно ограниченных сложных оксидов

Общая цель этой процедуры заключается в создании пространственно ограниченных сложных оксидных тонких пленок для измерений переноса электронов. Это достигается путем первого выращивания тонких пленок монокристаллического менонита с использованием импульсного лазерного осаждения. Второй шаг заключается в использовании фотолитографической техники для травления как выращенных пленок до нужного размера и геометрии.

Далее подготавливают приборы к транспортным измерениям, создавая низкое сопротивление контактов щупа и присоединяя их к измерительной системе. Заключительным этапом является проведение измерений удельного сопротивления от 300 до пяти кельвинов с использованием различных приложенных магнитных полей. В конечном счете, литографически ограниченные устройства используются для того, чтобы показать, что транспорт может доминировать путем изоляции одного или нескольких электронных доменов, что заставляет зондирующие электроны взаимодействовать с несколькими областями, в отличие от простого пути наименьшего сопротивления и неограниченных структур.

Основное преимущество этого метода перед существующими методами, такими как электронно-лучевая литография и контакт людей, заключается в том, что образец может быть обработан быстро и без повреждения ионной имплантацией. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы, такие как как электронная конкуренция фаз и длины электронной корреляции влияют на эмерджентное явление сильно коррелированных материалов. Для начала очистите 5 миллиметров на пять миллиметров на 0,5 миллиметра монокристаллическую подложку из титаната стронция с углом неправильного среза менее 0,1 градуса ацетоном, а затем залейте водой в ультразвуковом очистителе на 10 минут.

Затем сформируйте окончание диоксида титана на титанате стронция, протравив подложку в 10% фторида водорода в течение 30 секунд. Затем промойте субстрат в воде в течение одной минуты и встаньте на колени при температуре 1100 градусов Цельсия в течение 10 часов. После того, как вставание на колени завершено и подложка охлаждается до комнатной температуры, устанавливают на нагреватель, подходящий для условий сверхвысокого вакуума, и помещают его в вакуумную камеру.

Далее откройте камеру источника кислорода, чтобы заполнить камеру одним умноженным на 10 до минус четырьмя тор кислородом. Поднимите температуру духовки до 800 градусов по Цельсию и дайте основанию нараститься в течение 20 минут. Контролируйте температуру с помощью компьютерного управляющего параметра или пары термопар.

Начать осаждение пленки. Запуск импульсного лазера осуществляется с помощью лазерного флюенса от одного до двух джоулей на квадратный сантиметр и частоты лазера в один или два герца. Лазерные импульсы будут попадать на материал мишени и генерировать поток шлейфа.

Флюс будет проникать через кислородную среду и осаждаться на подложке. Во время осаждения пленки. Используйте дифракцию электронов высоких энергий отражения, описанную HME и другими, для мониторинга роста элементарных ячеек и подтверждения качества поверхности.

Этот метод позволяет очень четко контролировать толщину, когда пленка имеет желаемую толщину, выключать лазер и снижать температуру нагревателя со скоростью пять градусов Цельсия в минуту. Как только нагреватель остынет до комнатной температуры, выключите источник кислорода и удалите образец. Затем выполните XC 2 A на коленях, чтобы устранить дефицит кислорода, который мог накопиться.

Так что совершите это. Поместите образец в трубчатую печь под действием кислорода в одной атмосфере. Затем поднимите температуру с 20 градусов Цельсия до 700 градусов Цельсия со скоростью пять градусов Цельсия в минуту, в течение двух часов, а затем понизьте температуру с 700 градусов Цельсия до 20 градусов Цельсия со скоростью два градуса Цельсия в минуту.

Важно никогда не ставить иглу при более высоких температурах, чем те, которые используются при выращивании пленки. При заполнении кислородных вакансий сначала ультразвуковой очисткой образца в ацетоне, а затем водой по 10 минут каждая. С помощью оптического микроскопа убедитесь, что поверхность образца чиста от крупных частиц.

Далее спинко до слоя толщиной в один микрон AZ 180 1. Три ножки сопротивляются, вращая одну каплю со скоростью 6000 об/мин в течение 80 секунд, а затем помещают образец на нагревательную пластину при температуре 115 градусов Цельсия на две минуты, чтобы отверждать фоторезист. После того, как фоторезист остынет, проверьте качество покрытия под оптическим микроскопом.

Если покрытие однородное и не имеет пузырей, поместите образец в выравниватель MAs и экспонируйте его под заранее заданной литографической маской с использованием ультрафиолетового света в течение девяти секунд с дозой воздействия 90 миллиджоулей на квадратный сантиметр, затем нагрейте образец фотосопротивления на нагревательной пластине при температуре 115 градусов Цельсия в течение 80 секунд. Чтобы еще больше вылечить экспонированную фотографию, затем переведите образец в раствор проявителя на 25-35 секунд, а затем промойте его в воде в течение 30 секунд. Часть фоторезиста, не покрытая маской, смывается, а часть, которая была закрыта, остается.

Затем с помощью пластикового пинцета промойте образец в растворе для травления в течение примерно 10 секунд. На этом этапе незащищенная часть тонкой пленки протравливается. Через 10 секунд немедленно промойте образец в чистой воде в течение 60 секунд.

Затем с помощью оптического микроскопа можно проверить, правильно ли протравлена тонкая пленка. Если нет, протравите еще две-три секунды и сразу же снова промойте чистой водой. После того, как будет достигнуто надлежащее травление, промойте образец в ацетоне в течение 20 секунд.

Чтобы удалить остатки фоторезиста, еще раз проверьте качество образца с помощью оптического микроскопа. С помощью соответствующей фотомаски на образец напаривают пять нанометров титана и 100 нанометров золота. Используя электронно-лучевой испаритель при фоновом давлении один умножить на 10 до минус пяти, использовать скорость испарения два ангстрема в секунду для титана и 15 ангстрем в секунду для золота.

Далее удалите фоторезист, промыв образец и ацетон в течение одной минуты. Затем рассмотрите подушечки под микроскопом, чтобы убедиться в их качестве полоскания. Ацетон оставит только нужную геометрию контактной площадки.

Используйте лак GE для крепления образца на шайбу для образца. Подождите 15 минут, чтобы образец затвердел, затем установите шайбу на столик для склеивания проволоки. Наконец, используйте проволочный клевитель для соединения алюминиевых проводов с образцом.

Теперь вы готовы к выполнению электрических измерений. Во время этой процедуры пленки могут быть легко перетравлены до разрушения образца всего за несколько секунд. Слева находится правильно вытравленный образец, вытравленный в течение 15 секунд.

На 21 секунде нужная конструкция повреждается, а на 25 секунде в основном удаляется. В результате показанного здесь процесса будет получен образец с электрическими контактами для транспортировки четырех зондов. Это упрощает создание проволочных соединений между полученным образцом и такими элементами, как удельное сопротивление, шайбой.

Развитие этого метода позволило исследователям иметь сильно коррелированные материалы для изучения электронного фазового разделения. После просмотра этого видео у нас должно быть хорошее понимание того, как удерживать сложные оксидные пленки для исследования конкурирующих электронных лиц, находящихся внутри.