Mikron boyutlu boyutlara sahip yeni malzemelerin pullarının mekanik pul pul dökülmesi ve substrat üzerine biriktirilmesi, taşıma deneyleri için deneysel cihaz yapılarının üretilmesi ve 0,300 K'ye kadar düşük sıcaklıklarda ve 12 T'ye kadar manyetik alanlarda kuru helyum kapalı döngü kriyostatında manyetotransport ölçümünün metodolojisini açıklıyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Yeni Malzemelerin Düşük sıcaklık Magnetotransport Ölçüm İleri Deneysel Yöntemler
Bu makalede
Özet
Özet
Yeni elektronik malzemeler genellikle keşif malzemeleri araştırması amacıyla toplu kristaller (tek kristal ince film sentezinin aksine) veren sentez işlemleriyle ilk kez üretilir. Bazı malzemeler, geleneksel toplu Hall çubuğu cihaz üretim yönteminin, numune taşıma ölçümü için ölçülebilir bir cihaz üretmek için yetersiz olduğu bir zorluk teşkil eder, çünkü esas olarak tek kristal boyutu, bir Hall çubuğu konfigürasyonunda numuneye kablo uçları takmak için çok küçüktür. Bu, örneğin, sentezlenen yeni bir malzemenin ilk partisinin çok küçük tek kristaller vermesi veya bir ila çok az tek tabakalı numunelerin pullarının istenmesi olabilir. Büyüme metodolojisindeki gelişmelere paralel olarak gerçekleştirilebilecek malzemelerin hızlı bir şekilde karakterizasyonunu sağlamak için, bir ön parti üretilir üretilmez yeni malzemelerin karakterizasyonuna izin vermek için çok küçük numuneler için bir cihaz üretim yöntemi tasarlanmıştır. Bu metodolojinin küçük bir varyasyonu, grafen, altıgen bor nitrür (hBN) ve geçiş metali dikalkojenitleri (TMD'ler) gibi iki boyutlu malzemelerin pul pul dökülmüş numunelerinin yanı sıra bu tür malzemelerin çok katmanlı heteroyapılarını kullanan cihazların üretilmesine uygulanabilir. Burada, mikron boyutlu boyutlara sahip yeni malzemelerin parçalarının ve pullarının substrat üzerine deneysel cihaz imalatı ve ardından ticari bir süper iletken mıknatısta, kuru helyum yakın çevrim kriyostat manyetotransport sisteminde 0,300 K'ye kadar sıcaklıklarda ve 12 T'ye kadar manyetik alanlarda ölçüm için ayrıntılı protokoller sunuyoruz.
Giriş
Ileri elektronik teknolojisi malzemeleri platformları peşinde, yüksek verimli malzemeler sentezi ve karakterizasyonu sonraki yöntemlerini gerektirir. Bu peşinde ilgi Roman malzemeler, moleküler ışın epitaksi veya daha fazla dahil tek kristal ince film büyütme teknikleri daha hızlı bir şekilde doğrudan reaksiyon sentezi 1,2, elektrokimyasal büyüme 3,4, ve diğer yöntemlerle 5 ile toplu olarak üretilebilir kimyasal buhar depozisyon. Toplu kristal örneklerinin taşıma özelliklerini ölçmek için geleneksel yöntem yaklaşık 1 mm x 1 mm x 6 mm boyutlarında dikdörtgen prizma şeklindeki fragmanı tutunmaya ve tel Hall bar konfigürasyonunda 6<....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Substrat hazırlanması 1.
- SiO 2 yaklaşık 300 nm kapsamında ağır katkılı p-katkılı Si oluşan 4 inç çaplı silisyum (Si) gofret edinin. Bu tabaka yapısı alt tabaka bir arka kapısı olarak hizmet sağlayacak.
- Taslak / tasarım yazılımını kullanarak, x ve y yönünde (elektron demeti litografi için transfer örnek gevreği ve hizalama işaretleri için madde üzerinde pozisyon tespitçilerinin olarak kullanmak için, örneğin numaralandırılan haç olarak eşit aralıklı özellikler ile bir 1 cm x 1 cm desen tasarımı Şekil 1).
- AutoCAD gibi bir taslak programda yeni bir dosya açın.
- Aşağıdaki işaretleri çizmek polyline kullan....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Şekil 3 düşük sıcaklık magnetotransport deney amacıyla desenli tipik Hall bar cihazını göstermektedir. Üst şekilde optik görüntü başarıyla fabrikasyon Grafen / HBN Hall bar göstermektedir; Alttaki resim Landau düzeyleri (LLS) kaynaklanan Landauer-BUTTIKER kenar devletlerle cihaz şemasını, quantized Hall dirençlerin değerlerini hesaplamak için kullanılabilecek bir ulaşım mekanizması olarak ele alınacak olan deneysel soruşturma gösterir Bu yazıda ayrıntılı olarak test tekn.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Uygun kompozisyon ve yapı sağlamak amacıyla karakterize kaliteli toplu örneklerinin, edinimi sonra, numuneler 1 cm alt tabakanın × 1 cm adet üzerine numunenin pullar peeling ile tasvir geometri içine desenli. Onlar bir arka kapı uygulaması sağlayarak deneysel parametre alanını artırmak olarak SiO 2 yaklaşık 300 nm kapsamında ağır p-katkılı Si oluşan Malzameler tercih edilir. Numuneler yeterince ince olmalıdır - az 10 nm - ayarlamak için yeterli bir alan etkisi Salonu bar cihazının iletken kanalın bütünlüğü iç.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarlar herhangi bir rakip mali çıkar beyan etmemektedir. Deneysel prosedürü mümkün olduğunca eksiksiz bir şekilde belirtmek için bu yazıda ticari malzemeler, aletler ve ekipmanlar tanımlanmıştır. Bu tür bir tanımlama hiçbir durumda Ulusal Standartlar Enstitüsü tarafından bir tavsiye veya onay anlamına gelmez.
Teşekkürler
Bu çalışma, Amerika Birleşik Devletleri Ticaret Bakanlığı Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü tarafından desteklenmektedir.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Kriyojenik Sınırlı 12 T CFMS | Kriyojen Sınırlı | CFM-12T-H3- IVTI-25 | Modüle edilmiş alan mıknatısı ile özelleştirilmiş manyetotransport sistemi (adım 4) |
| 7270 DSP Kilitli amplifikatör | Sinyal Kurtarma | 7270 | kaynak/boşaltma ve voltaj ölçümleri için kilitli amplifikatör (adım 4) |
| GS200 DC Voltaj/Akım Kaynağı | Yokogawa | GS200 | Kapı voltajı uygulaması için voltaj kaynağı (adım 4) |
| 2636B Sistem Kaynak Ölçer | Keithley | 2636B | Kaynak/drenaj ve voltaj ölçümleri için Kaynak Ölçer |
| DWL 2000 Lazer Desen Jeneratörü | Heidelberg Instruments | DWL 2000 | Alt tabaka konumu/hizalama özelliği modelinin litografisi için krom maskesi oluşturun (adım 1.3) |
| Suss MicroTec MA6/BA6 Kontak Hizalayıcı | Suss | MA6 | Substrat konumu/hizalama özellik modelinin litografisi için kullanılır (adım 1.4.12) |
| JEOL Doğrudan Yazma Elektron Işını Litografi Sistemi | JEOL | JBX 6300-FS | Cihazların yüksek çözünürlüklü litografisini gerçekleştirin |
| Discovery 550 Püskürtme Sistemi | Denton Vakum | Discovery 550 | SiO2 püskürtme gerçekleştirin (adım 2.5) |
| Infinity 22 Elektron Işını Evaporatör | Denton Vakum | Infinty 22 | Cr/Au biriktirme gerçekleştirin (adım 1.5 ve 3.7) |
| Eksensiz 790 Reaktif İyon Aşındırıcı | Eksensiz | 790 | Aşındırma numunesini Hall çubuk yapısına yerleştirin (adım 3.4) |
| PMMA 495 A4 | MicroChem | PMMA 495 A4 | Litografi için polimer kaplama/elektron ışını maskesi (adım 3.5.1) |
| PMMA 950 A4 | MicroChem | PMMA 950 A4 | Numune kesme ve litografi için polimer kaplama/elektron ışını maskesi (adım 1.7.3, 3.3.1 ve 3.5.2) |
| S1813 pozitif fotorezist | MicroChem | S1813 G2 | Pozitif fotorezist (adım 1.4.8) |
| LOR direnci | MicroChem | LOR 3A | Kaldırma direnci (adım 1.4.3) |
| 1:3 MIBK:IPA PMMA geliştiricisi | MicroChem | 1:3 MIBK:IPA | PMMA geliştiricisi |
| MF-321 Geliştirici | MicroChem | MF-321 | Novolac pozitif fotorezist uyumlu geliştirici çözümü (adım 1.4.15) |
| Diglisidil eter sonlu polidimetilsiloksan | Sigma Aldrich | SA 480282 | Katmanlı malzeme istifleme için (adım 2.6.1) |
| Polipropilen karbonat | Sigma Aldrich | SA 389021 | Katmanlı malzeme istifleme için (adım 2.6.2) |
Kaynaklar
- Doty, F. P. Properties of CdZnTe crystals grown by a high pressure Bridgman method. Journal of Vacuum Science & Technology B. 10 (4), 1418-1422 (1992).
- Ikesue, A., Kinoshita, T., Kamata, K., Yoshida, K.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
