Name: Mekansal Kapalı Karmaşık Oksitler Fabrikasyon (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: Keşfedin mekansal olarak sınırlı karmaşık oksit ince filmlerin elektron taşıma ölçümleri için nasıl üretildiğini. Darbeli lazer biriktirme ve fotolitografi kullanarak tek kristal menonit filmleri hazırlayın.

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

Bu çaba tamamen ABD Enerji Bakanlığı, Temel Enerji Bilimler, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü Ofisi tarafından desteklenmiştir.

1. Örnek Büyüme Fabrikasyon <ol><li> 5 mm x 5 mm temiz x, bir miscut açısına sahip olan 0.5 mm alt tabaka tek bir kristal &lt;her biri 10 dakika için ultrasonik banyoda aseton ve daha sonra su ile böyle SrTiO 3 ya da 3 LaAlO olarak 0.1 derece. SrTiO 3, 30 saniye süre ile,% 10 hidrojen fluorür etch alt tabaka üzerinde TiO2 sonlandırma almak ve bir 10 saat boyunca 1100 ° C &#39;de tavlama ve ardından 1 dakika boyunca su içinde durulayın. Temizleme işleminden sonra, ultra-yüksek vakum koşulları için uygun bir ısı kaynağının üzerine yüzey monte edin. </li><li> PLD vakum odasına ısıtıcı monte ve 2 x 10E-5 Torr oksijen ile oda doldurmak için odasına oksijen kaynağı açın. 800 için ısıtıcının sıcaklığını yükseltmek ° C ve yaklaşık 20 dakika boyunca tavlama için izin verir. Sıcaklık bilgisayar kontrollü bir sıcaklık ölçer ya da bir termokupl kullanılarak izlenebilir. </li><li> Film biriktirme başlamak için, excimer 1 1 ile 2 J / cm 2 ve lazer frekans bir lazer akıcılık kullanarak lazer darbeli başlarya da 2 Hz. Lazer darbeleri hedef malzeme vurdu ve bir tüy akı oluşturur. Akı substrat üzerine oksijen ortamında ve depo yoluyla nüfuz edecektir. </li><li> Yansıma Yüksek Enerji Elektron Kırınımı (RHEED) birim hücre büyümesini izlemek ve yüzey kalitesi 7 onaylamak için kullanılabilir. Bu teknik çok açık kalınlığı izleme sağlar. </li><li> Filmin istenilen kalınlıkta olduğunda, lazer kapatın ve ° C / dak 5 de ısıtıcı sıcaklığını azaltın. Isıtıcı, oda sıcaklığına kadar soğutulur, sonra, oksijen kaynağını kapatın ve numune çıkarılmaktadır. </li><li> Ex-situ tavlama büyüme sonrası veya vakumda uzun süre sonra mevcut olabilir oksijen eksikliğinin giderilmesi için oksit malzemeleri kullanılabilir. Oksijen akan 1 atm hidrojen altında bir tüp fırın içinde örnek yerleştirin. 20 sıcaklığını yükseltmek ° C ile 700 ° C de 5 ° C / dakika, 20-2 saat boyunca tavlama ve daha sonra 700 ° C ısısı ° C de 2 ° C / dak. Önemli birte bu olumsuz yüzey kalitesini etkileyebilir ve olumsuz kristal kalitesi etkileyebilir olarak oksijen boş doldururken film büyütme sırasında kullanılan daha yüksek sıcaklıklarda post-tavlama asla etmektir. </li></ol> 2. Fotolitografi Fabrikasyon <ol><li> Ultrasonik olarak her biri 10 dakika için aseton ve su içindeki bir örnek temizleyin. Optik mikroskop numune yüzeyinin büyük parçacık temiz olup olmadığını kontrol etmek için kullanılabilir. (Şekil 2a); </li><li> Kat 1 mikron kalınlığında ışığa tabakası Spin. Bu rakamlar kullanılan özel ışığa bağımlı olmasına rağmen tipik sıkma devri ve süresi 6000 rpm ve 80 saniye civarındadır. Fotorezist tedavisi için 2 dakika boyunca 115 ° C&#39;de bir ısı plaka örnek yerleştirin. Bir optik mikroskop altında ışığa kalitesini kontrol edin. Kaplama hiçbir köpürme ile üniforma görünmelidir. </li><li> Bir pozlama doz ile 9 saniye UV ışığı ile önceden tanımlanmış bir litografi maskesi altında örnek ortaya çıkarmak için bir maske hizalama kullanınyaklaşık 90 mJ / cm 2. Yine bu rakamlar kullanılan ışığa özgü olacaktır. Maske tarafından ortaya olan PR kısmı özellik değişecek ve kimyasal geliştirici çözülebilir ise olumlu ışığa kullanıldığında, maske ile kaplıdır ışığa parçası kimyasal özelliğini değiştirmez. ° 80 C saniye daha fazla maruz ışığa tedavisi için 110 ışığa ve örnek ısıtın. </li><li> 25-35 saniye boyunca bir geliştirici çözelti içinde örnek durulayın. Hemen örnek çıkarın ve 30 saniye suda durulayın. Pozitif fotorezist kullanılırsa kaplıdır parçası olmaya devam ederken, maske ile ortaya bir ışığa parçası yıkanıp olacaktır. Gelişmekte olan aşama süresince doğru fotorezist boyutları ve kalitesi (Şekil 2b) kontrol etmek için son derece önemli olduğunu not edin. </li><li> Potasyum iyodür, hidroklorik asit ve oran 1:1:1 su içinde bir çözeltisi hazırlandı. T durulama plastik cımbız kullanınyaklaşık olarak 10 saniye boyunca asit o örnek. Ince film korumasız kısmı uzak kazınacak. Hemen 60 saniye boyunca bir saf su içinde örnek durulayın. Ince film tamamen kazınmış olup olmadığını görmek için bir optik mikroskop ile kontrol edin. Aksi takdirde, aşındırma asit 2 ile 3 saniye daha ekleyin ve hemen saf su ile durulayın, daha sonra bir optik mikroskop ile tekrar kontrol edin. Tüm korumasız filmi uzak kazınmış kadar bu işlemi tekrarlayın. Bu işlem, çözücüyle gücü ve film kalınlığı ile yönetilir. Birçok manganites için tipik aşındırma oranları yaklaşık 1-4 nm / yukarıda açıklanan 1:1:1 çözüm oranı ikinci. </li><li> Kalan fotorezist kaldırmak için 20 saniye boyunca aseton içinde örnek durulayın. Mikroskop (Şekil 2c ve 2d) ile örnek kalitesini kontrol edin. </li></ol> 3. Tel-bağlantı Bağlantı <ol><li> Temas için uygun teller açık bölgelerde bırakacak bir litografi maske kullanarak yukarıdaki adımları 2.1-2.3 tekrar, bir fotoğraf maskesi kullanarakpedleri. Numune üzerine 5 nm ve 100 nm Ti Au buharlaşır ve aseton ile yıkanır. Bu fotorezist kaldırmak ve sadece istenen temas alanına geometri (Şekil 3a) bırakacaktır. </li><li> Örnek disk üzerine örnek monte etmek GE vernik kullanın. 15 dakika tedavi için izin verin. </li><li> Tel bağlayıcı sahnede örnek konumunu düzeltmek ve örnek disk gelen Ti / Au kişiler (Şekil 3b) Al telleri bağlamak için tel bağlayıcı kullanın. Daha sonra elektrik ölçümleri. </li></ol>

<ol><li>Ahn, C. H., Triscone, J. -M., Mannhart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+field+effect+in+correlated+oxide+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Electric field effect in correlated oxide systems.</a> Nature. 424, 1015-1018 (2003).</li>
<li>Basov, D. N., Averitt, R. D., Van der Marel, D., Dressel, M., Haule, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodynamics+of+correlated+electron+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+of+Modern+Physics%22%5BJournal%5D)">Electrodynamics of correlated electron materials.</a> Reviews of Modern Physics. 83, 471-541 (2011).</li>
<li>Waser, R., Aono, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoionics-based+resistive+switching+memories%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Nanoionics-based resistive switching memories.</a> Nat. Mater. 6, 833-840 (2007).</li>
<li>Willmott, P. R., Huber, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+laser+vaporization+and+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Mod.+Phys%22%5BJournal%5D)">Pulsed laser vaporization and deposition.</a> Rev. Mod. Phys. 72, 315-328 (2000).</li>
<li>Eres, H. M. C., G, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+pulsed-laser+deposition+of+complex+oxides%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics%3A+Condensed+Matter%22%5BJournal%5D)">Recent advances in pulsed-laser deposition of complex oxides.</a> Journal of Physics: Condensed Matter. 20, 264005(2008).</li>
<li>Ding, J. F., Jin, K. X., Zhang, Z., Wu, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dependence+of+negative+differential+resistance+on+electronic+phase+separation+in+unpatterned+manganite+films%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Dependence of negative differential resistance on electronic phase separation in unpatterned manganite films.</a> Applied Physics Letters. 100, 62402-62404 (2012).</li>
<li>Ichimiya, A., I, P. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aIchimiya%2C+A+%22Reflection+High+Energy+Electron+Diffraction%22">Reflection High Energy Electron Diffraction</a>. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. (2004).</li>
<li>Guo, H., Sun, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+diagram+of+La0.7Sr0.3MnO3+thin+films+using+pulsed+laser+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22arXiv%22%5BJournal%5D)">Growth diagram of La0.7Sr0.3MnO3 thin films using pulsed laser deposition.</a> arXiv. , 1210.5989(2012).</li>
<li>Ward, T. Z., Gai, Z., Guo, H. W., Yin, L. F., Shen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+a+first-order+electronic+phase+transition+in+manganites%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Dynamics of a first-order electronic phase transition in manganites.</a> Physical Review B. 83, 125125(2011).</li>
<li>Ward, T. Z., Liang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reemergent+Metal-Insulator+Transitions+in+Manganites+Exposed+with+Spatial+Confinement%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Reemergent Metal-Insulator Transitions in Manganites Exposed with Spatial Confinement.</a> Physical Review Letters. 100, 247204(2008).</li>
<li>Ward, T. Z., Zhang, X. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-Resolved+Electronic+Phase+Transitions+in+Manganites%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Time-Resolved Electronic Phase Transitions in Manganites.</a> Physical Review Letters. 102, 87201(2009).</li>
<li>Zhai, H. -Y., Ma, J. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Giant+Discrete+Steps+in+Metal-Insulator+Transition+in+Perovskite+Manganite+Wires%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Giant Discrete Steps in Metal-Insulator Transition in Perovskite Manganite Wires.</a> Physical Review Letters. 97, 167201(2006).</li>
<li>Wu, T., Mitchell, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Creation+and+annihilation+of+conducting+filaments+in+mesoscopic+manganite+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Creation and annihilation of conducting filaments in mesoscopic manganite structures.</a> Physical Review B. 74, 214423(2006).</li>
<li>Altissimo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((E-beam+lithography+for+micro-%2Fnanofabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Biomicrofluidics%22%5BJournal%5D)">E-beam lithography for micro-/nanofabrication.</a> Biomicrofluidics. 4, 26503-26506 (2010).</li>
<li>Watt, F., Bettiol, A. A., Van Kan, J. A., Teo, E. J., Breese, M. B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion+Beam+Lithography+and+Nanofabrication%3A+A+Review%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Nanoscience%22%5BJournal%5D)">Ion Beam Lithography and Nanofabrication: A Review.</a> International Journal of Nanoscience. 4, 269-286 (2005).</li>
<li>Urban, J. J., Yun, W. S., Gu, Q., Park, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+single-crystalline+perovskite+nanorods+composed+of+barium+titanate+and+strontium+titanate%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Synthesis of single-crystalline perovskite nanorods composed of barium titanate and strontium titanate.</a> J. Am. Chem. Soc. 124, 1186-1187 (2002).</li>
<li>Wang, Y., Fan, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+origin+of+different+magnetic+properties+in+nanosized+Ca0.82La0.18MnO3%3A+Wires+versus+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">The origin of different magnetic properties in nanosized Ca0.82La0.18MnO3: Wires versus particles.</a> Applied Physics Letters. 98, 142502(2011).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Bu Si gibi tek bir eleman yarı iletken malzemelerin aksine, karmaşık malzemelerin üretim karmaşık yapısı ve çoklu elemanları tüm dikkate alınması gerektiğini nedeniyle daha zor olabilir. Karmaşık oksit cihazları imal etmek fotolitografi n kullan nispeten düşük maliyetli ve diğer hapsi teknikleri aksine prototip hızlı. Anlamak için bazı önemli sınırlamalar söz konusudur. Fotolitografi yaklaşık 1 mikron yapıları oluşturmak için bir mekansal sınırlama vardır bu yüzden gerçekten nano cihaz imalat için uygun değildir. Ayrıca...

İlk ve yüksek kaliteli cihazlar yolunda en önemli adımlardan biri epitaksiyel oksit ince filmlerin büyüme. Tek bir kristal hedef alt tabaka malzemeleri yatırmak için bir &quot;şablon&quot; olarak kullanılır. Farklı birikimi yöntemler arasında, darbeli lazer birikimi (PLD) 4,5 kaliteli ince filmler elde etmek için en iyi yollarından biridir. Büyüme süreçleri bir oksijen ortamında 800 ° C civarında, alt tabakanın ısıtılması ve hedef maddenin vurmak ve alt-tabaka üzerine yatırılması için bir akış oluşturmak için lazer darbeleri kullanılarak içerir. Tipik sistem, Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. Desensiz filmler filmi boyutu azaltarak, egzotik yeni fizik 6 ortaya gösterilmiştir olsa da yeni bir fenomen ve cihaz imalat keşfetmek için daha fazla fırsatlar sunar. Fotolitografi 1 mikron sırasını aşağı düzlem örnek boyut küçültmek için kullanılabilir. Fotolitografi sürecinin ayrıntılı bir protokol olacakaşağıda tartışılacaktır. Bu teknik, farklı şekil değiştirme durumları düzenlenen epitaksiyel filmler sınırlandırıcı etkilerinin araştırılması için izin en yaygın olarak kullanılan maddeler ile uyumludur. Birçok karmaşık oksitler düşük sıcaklıklarda ve / veya Yüksek manyetik alanda ilginç özelliklere sahip bu yana, cihaz ve ölçüm ekipmanı arasındaki elektronik bağlantı çok önemlidir. Yüksek kaliteli iletişim 4-prob geometri ve pedleri ve ölçüm cihazı arasında bağlantı kurmak için bir tel bağlayıcı kullanımı ile Au temas pedleri buharlaştırılması ile oluşturulabilir. Doğru yapıldığında, bu bağlantılar kolayca T. ± 9 kadar 4 K 400 K ve manyetik alan aralıkları geniş bir sıcaklık aralıkları içinde aşırı ölçüm ortamlarda dayanabilir

<table><tbody><tr><td colspan="4">Reaktif/Malzeme</td></tr><tr><td>SrTiO3(001) & LaAlO3(100) yüzeyler</td><td>CrysTec GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microposit S1813 Photoresist </td><td>Shipley</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CD-26 Geliştirici</td><td>Shipley</td><td>38490</td><td></td></tr><tr><td>GE vernik</td><td>Lakeshore</td><td>VGE-7031</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">Equipment</td></tr><tr><td>Yansıyan Yüksek Enerjili Elektron Kırınımı (RHEED)</td><td>Staib Instruments</td><td></td><td>35kV TorrRHEED</td></tr><tr><td>Maske Hizalayıcı</td><td>ABM</td><td>Model 85-3 (350W) Işık Kaynağı</td><td></td></tr><tr><td>Direnç Diski</td><td>Quantum Design</td><td>P102</td><td></td></tr><tr><td>Tel Bağlayıcı</td><td>Kulicke Soffa</td><td>04524-0XDA-000-00</td><td></td></tr></tbody></table>

mekansal kapalı karmaşık oksitler fabrikasyon

Fabrication of Spatially Confined Complex Oxides

, Yüksek Tc süperiletkenler, multiferroics ve devasa magnetoresistors gibi karmaşık malzemeler içlerinde bulunan doğal güçlü elektron korelasyon ortaya çıkan elektronik ve manyetik özellikleri vardır. Bu malzemeler de çok farklı direnç ve manyetik davranış bölgeleri tek kristal alaşımlı malzeme içinde bir arada hangi elektronik faz ayrılması sahip olabilir. Elektronik etki doğal boyutunda ve aşağıda uzunluk ölçeklerinde bu malzemelerin ölçekli azaltarak, yeni davranışlar maruz kalabilir. Çünkü bu ve spin-şarj-kafes-yörünge için parametreleri her mekansal taşıma ölçümleri için bu malzemelerin azaltılması, korelasyon uzunlukları dahil olduğu gerçeğini karmaşık davranışlar sürücüler temel fizik anlamada önemli bir adımdır. Bu malzemeler de 1-3 elektronik cihazların yeni nesil olmak için büyük bir potansiyel sunuyor. Bu nedenle, düşük boyutlu nano veya üretimmikro yapıların yeni işlevler elde etmek için son derece önemlidir. Bu yüksek kaliteli ince film büyümeden doğru elektronik emlak karakterizasyonu için birden fazla kontrol süreçleri içerir. Burada, karmaşık oksit manganit cihazlar için yüksek kaliteli mikro imalatı protokolleri mevcut. Ayrıntılı açıklamalar ve ince film büyüme gerekli araçları, fotoğraf-litografi ve tel-yapıştırma sunulmaktadır.

Bu kağıt numune hazırlama fotolitografi ve tel-yapıştırma yönleri üzerinde daha çok duruluyor. Film büyütme prosedürleri hakkında daha fazla ayrıntıyı diğer son yayınlarda 8 bulunabilir. Fotolitografi elektron korelasyon uzunluğu ve elektronik faz ayrılması 9-13 araştırmak amacıyla karmaşık oksitler boyutluluk kontrol etmek için önemli bir yöntemdir. Şekil 2, bu işlem sırasında kısmi adım optik görüntüler gösterir. Tüm bu adımlar arasında, zaman gelişti...

Biz darbeli lazer birikimi (PLD), fotolitografi ve mikrometre ölçekli karmaşık oksitler cihazlar oluşturmak için tel bağlama tekniklerinin kullanılmasını açıklar. FLD epitaksiyel ince film büyümesi için kullanılmaktadır. Fotolitografi ve tel bağlama teknikleri ölçüm amaçlı pratik cihazlar oluşturmak için tanıtılmaktadır.

Mekansal Kapalı Karmaşık Oksitler Fabrikasyon

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from ...

Bu prosedürün genel amacı, elektron taşıma ölçümleri için uzaysal olarak sınırlanmış kompleks oksit ince filmler oluşturmaktır. Bu işlem, öncelikle darbeli lazer biriktirme yöntemi kullanılarak tek kristal menonite ince filmler büyütülerek gerçekleştirilir. İkinci adım ise, büyütülmüş filmleri istenen boyut ve geometriye getirmek için fotolitografi tekniklerini kullanarak aşındırmaktır.Ardından, prob kontakları için düşük direnç oluşturup ölçüm sistemine bağlayarak cihazları iletim ölçümleri için hazırlayın. Son adım, çeşitli uygulanan manyetik alanlar kullanarak 300 ile beş kelvin arasında özdirenç ölçümleri yapmaktır. Nihayetinde, litografik olarak sınırlandırılmış cihazlar; iletimin, tek bir veya birkaç elektronik alanın izole edilmesiyle domine edilebileceğini, bunun da prob elektronlarını, sınırlandırılmamış yapılardaki basit en düşük direnç yolunun aksine, birden fazla bölgeyle etkileşime girmeye zorladığını göstermek için kullanılır.Bu tekniğin, elektron demeti litografisi ve odaklanmış iyon demeti gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, numunenin hızlı bir şekilde ve iyonik implantasyon hasarı olmaksızın işlenebilmesidir. Bu yöntem, elektronik faz rekabetinin ve elektronik korelasyon uzunluklarının, güçlü korelasyonlu malzemelerde belirleyici fenomenleri nasıl yönlendirdiği gibi temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Başlamak için, 0,1 dereceden küçük bir miscut açısına sahip, beş milimetre x beş milimetre x 0,5 milimetre boyutlarındaki stronsiyum titanat tek kristal substratı, bir ultrasonik temizleyicide önce asetonla, ardından suyla 10 dakika boyunca temizleyin.Ardından, altlığı %10 hidrojen florür içerisinde 30 saniye boyunca aşındırarak strontium titanat üzerinde bir titanyum dioksit sonlandırması oluşturun. Daha sonra altlığı bir dakika boyunca suyla durulayın ve 1100 °C'de 10 saat boyunca tavlayın. Tavlama işlemi tamamlanıp altlık oda sıcaklığına soğuduktan sonra, ultra yüksek vakum koşullarına uygun bir ısıtıcıya monte edin ve vakum odasına yerleştirin.Ardından, hazneyi 1 × 10⁻⁴ tor oksijen ile doldurmak için hazne oksijen kaynağını açın. Fırın sıcaklığını 800 °C'ye yükseltin ve alt tabakanın 20 dakika boyunca tavlanmasına izin verin. Sıcaklığı, bir bilgisayar kontrol parametresi veya bir termokupl kullanarak izleyin.Film biriktirme işlemine başlamak için, santimetrekare başına bir ila iki joule lazer akısı ve bir veya iki hertz lazer frekansı kullanarak bir lazer darbeleme işlemi başlatın. Lazer darbeleri hedef malzemeye çarparak bir pluma akısı oluşturacaktır.Akı, oksijen ortamından geçerek substrat üzerine çökecektir. Film biriktirme sırasında, birim hücre büyümesini izlemek ve yüzey kalitesini doğrulamak için HME ve diğerleri tarafından tanımlanan yansımalı yüksek enerjili elektron difraksiyonunu kullanın.Bu teknik, çok net bir kalınlık izleme imkanı sağlar; film istenen kalınlığa ulaştığında lazeri kapatın ve ısıtıcı sıcaklığını dakikada beş santigrat derece hızla düşürün. Isıtıcı oda sıcaklığına soğuduğunda, oksijen kaynağını kapatın ve numuneyi çıkarın. Ardından, oluşmuş olabilecek oksijen eksikliklerini gidermek için XC iki A tavlama işlemi gerçekleştirin.Bunu gerçekleştirmek için; örneği, bir atmosfer akışlı oksijen altında bir tüp fırına yerleştirin. Ardından sıcaklığı 20 °C'den 700 °C'ye dakikada beş °C hızla yükseltin, iki saat boyunca bekletin ve ardından sıcaklığı 700 °C'den 20 °C'ye dakikada iki °C hızla düşürün.İğneyi asla film büyümesi sırasında kullanılanlardan daha yüksek sıcaklıklarda konumlandırmamak önemlidir. Oksijen boşluklarını doldururken, önce numuneyi asetonla ve ardından suyla 10'ar dakika boyunca ultrasonik olarak temizleyin. Numune yüzeyinin büyük partiküllerden temiz olduğunu kontrol etmek için bir optik mikroskop kullanın.AZ 180 1.3 fotoresistinden bir damlayı 80 saniye boyunca 6.000 RPM hızda döndürerek bir mikron kalınlığında bir tabaka oluşturun ve ardından fotoresistin kürlenmesi için örneği iki dakika boyunca 115 °C sıcaklıktaki bir ısıtıcı plakaya yerleştirin. Fotoresist soğuduktan sonra, kaplamanın kalitesini bir optik mikroskop altında kontrol edin.Kaplama homojen ise ve kabarcık oluşmamışsa, örneği bir MAs hizalayıcıya yerleştirin ve önceden tanımlanmış bir litografi maskesi altında, santimetrekare başına 90 milijoule'luk bir pozlama dozuyla dokuz saniye boyunca UV ışığına maruz bırakın; ardından fotorezist örneğini bir ısıtıcı plaka üzerinde 115 °C'de 80 saniye boyunca ısıtın. Pozlanmış fotorezisti daha fazla kürlemek için, örneği bir sonraki aşamada 25 ila 35 saniye boyunca geliştirici çözeltiye aktarın ve ardından 30 saniye boyunca suyla durulayın. Maske ile kapatılmamış fotorezist kısmı yıkanarak uzaklaşırken, kapatılmış olan kısım yerinde kalır.Ardından, örneği plastik cımbız kullanarak yaklaşık 10 saniye boyunca bir aşındırma çözeltisi ile yıkayın. Bu adım sırasında, ince filmin korunmayan kısmı aşındırılarak uzaklaştırılır. 10 saniye sonra, örneği derhal 60 saniye boyunca saf su ile durulayın.Ardından, ince filmin uygun şekilde aşındırılıp aşındırılmadığını görmek için optik mikroskop kullanın. Eğer aşındırma yetersizse, iki ila üç saniye daha aşındırın ve hemen tekrar saf su ile durulayın. Uygun aşındırma işlemi gerçekleştirildiğinde, örneği 20 saniye boyunca aseton ile durulayın.Kalan fotoresisti uzaklaştırmak için numunenin kalitesini optik mikroskopla tekrar kontrol edin. Uygun bir foto maske kullanarak numune üzerine beş nanometre titanyum ve 100 nanometre altın buharlaştırın. 1 × 10⁻⁵ arka plan basıncındaki bir elektron demeti buharlaştırıcısı kullanarak, titanyum için saniyede iki angstrom ve altın için saniyede 15 angstrom buharlaştırma hızı uygulayın.Ardından, örneği bir dakika boyunca aseton ile durulayarak fotoresist tabakasını kaldırın. Daha sonra, durulama kalitesini onaylamak için pedleri mikroskop altında inceleyin. Aseton, yalnızca istenen kontak pedi geometrisini bırakacaktır.Numuneyi numune diskine sabitlemek için GE verniği kullanın. Numunenin kürleşmesi için 15 dakika bekleyin, ardından diski tel bağlayıcı sahnesine yerleştirin. Son olarak, alüminyum telleri numuneye bağlamak için tel bağlayıcıyı kullanın.Artık elektriksel ölçümleri gerçekleştirmeye hazırsınız. Bu prosedür sırasında, filmler kolayca aşırı aşındırılarak numune sadece birkaç saniye içinde yok edilebilir. Solda, 15 saniye boyunca aşındırılmış, düzgün şekilde aşındırılmış bir numune yer almaktadır.21. saniyede istenen yapı hasar görmüş ve 25. saniyede büyük oranda uzaklaştırılmıştır. Burada gösterilen işlem, dört uçlu taşıma (four probe transport) için elektriksel kontaklara sahip bir numune üretecektir. Bu, sonuç numuneden özdirenç pulu (resistivity puck) gibi öğelere tel bağlantıları oluşturulmasını kolaylaştırır.Bu tekniğin geliştirilmesi, araştırmacıların elektronik faz ayrışmasını incelemek için güçlü bir şekilde korele olmuş malzemelere sahip olmalarını sağlamıştır. Bu videoyu izledikten sonra, içerisindeki rekabetçi elektronik fazların araştırılması için kompleks oksit filmlerinin nasıl sınırlandırılacağı konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalıyız.

fabrication-of-spatially-confined-complex-oxides

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Biz bir arka plan gaz varlığında nanosaniye Pulsed Lazer Biriktirme (PLD) tarafından nanoyapılı oksit ince filmlerin yatırmak için deneysel yöntem açıklanmaktadır. Al katkılı ZnO (AZO) filmleri bu yöntemi kullanarak, kompakt hiyerarşik nano ağacı ormanları olarak yapılandırılmıştır için tevdi edilebilir.

Fabrikasyon Pulsed Lazer Biriktirme tarafından Transparent letken Oksitler Nano-mühendislik

Düzgün bir muhafazayı gerçekleştirmek için iki silikon gofretleri kalıcı olarak yapıştırmak için bir yöntem açıklanmıştır. Buna gofret hazırlama, temizleme, RT yapıştırma ve tavlama işlemleri dahildir. Elde edilen bağlı gofretler (hücreler) kasanın homojenliğine sahiptir ~%11,2. Elde edilen geometri, sınırlı sıvıların ve gazların ölçülerine izin verir.

Silikon Doğrudan Gofret Yapıştırma ile Tek tip Nano ölçekli Boşlukların İmalatı

Oksit nanoyapılar bilim ve teknoloji için yeni fırsatlar sunuyor.  LaAlO3 ve SrTiO3 arasındaki arayüzey iletkenliği, iletken bir atomik kuvvet mikroskobu tekniği kullanılarak atomik hassasiyete yakın bir hassasiyetle kontrol edilebilir.  LaAlO3 / SrTiO3 arayüzlerinde iletken nanoyapıların oluşturulması ve ölçülmesi için protokol gösterilmiştir.

Yazma ve Oksit Nanoyapıların Düşük Sıcaklık Karakterizasyonu

Çeşitli işlemler karmaşık oksit ince filmlerin epitaksiyal büyümesi için atomik tanımlı şablonlar hazırlamak özetlenmiştir. Tek kristal SrTiO 3 (001) ve DyScO 3 kimyasal işlemler (110), alt-tabakalar atomik olarak pürüzsüz, tek sonlu yüzeyler elde etmek için yapıldı. Ca 2 Nb 3 O 10 - nanosheets keyfi yüzeylerde atomik tanımlı şablonlar oluşturmak için kullanıldı.

Karmaşık Oksit İnce Filmlerin Epitaksiyel Büyüme için atomik Tanımlı Şablonlar

Burada sentezlenmesi için bir protokol mevcut Zn 1-x Mg x O / Cu bakır oksit Zn 1-x Mg x O atmosferik basınç mekansal atomik tabaka biriktirme (AP-sald) üzerinden düşük sıcaklıkta açık havada 2 O heterokavşaklar. Böyle yüksek kaliteli konformal metal oksitler bu ucuz ve ölçeklenebilir bir yöntemle plastik gibi metal yüzeylere çeşitli yetiştirilebilir.

Cu geliştirilmiş Heterojonksiyonlar Kalite<sub&gt; 2</sub&gt; Depolar Atmosfer Basıncı Mekansal Atom Katman Optimizasyonu ile Güneş Pilleri O tabanlı<br /&gt; Zn<sub&gt; 1-x</sub&gt; Mg<sub&gt; X</sub&gt; O

Tek sıra halinde çinko oksit yapıları çubuklar şeklinde önceden yatırılan katalizör-tohum parçacıklar kullanmadan aerosol destekli kimyasal Buhar biriktirme sentezlenmiş. Bu yöntem ölçeklenebilir ve silikon, kuvars veya polimerler dayanarak çeşitli yüzeyler ile uyumlu değildir.

Aerosol destekli kimyasal Buhar biriktirme Metal Oksit yapıları: çinko oksit çubuklar

Metal organik çerçeveler gaz depolama ve heterojen kataliz, ama tipik sentez yöntemleri sonuç akıllı malzeme dahil etmek zordur gevşek tozlar içinde etkilidir. Biz bir yöntem solvothermal sentezi sırasında MOF Açıkorur filmleri kumaşlar üzerine sonuçlanan ilk kaplama kumaş ALD metal oksitler ile göstermek.

Solvothermal sentez MIL-96 ve UIO-66-NH2 atom katman üzerinde Metal oksit kaplama Fiber paspaslar üzerine yatırılır.

Yüksek kaliteli toplu ve ince film (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) sentezi O ve (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x )) O entropi stabilize oksitler sunulur.

Toplu ve bileşimsel varyant entropi stabilize oksit ince Film sentezi

Burada, tek tip karmaşık metal oksit lantan hafnate nano tanecikleri hazırlanması için bir benzersiz, nispeten düşük sıcaklık, erimiş tuz sentez yöntemi göstermektedir.

Karmaşık Metal Oksit nano tanecikleri erimiş tuz sentezi

Oksit malzemeler, oksijen içeriğini ayarlayarak kontrol edilebilen birçok egzotik özellik gösterir. Burada, darbeli lazer biriktirme parametrelerini değiştirerek ve tavlama sonrası gerçekleştirerek oksitlerdeki oksijen içeriğinin ayarlanmasını gösteriyoruz. Örnek olarak, SrTiO3 tabanlı heteroyapıların elektronik özellikleri, büyüme modifikasyonları ve tavlama ile ayarlanır.

Büyüme ve tavlama sırasında oksijen boşluk kontrolü ile oksit özelliklerinin ayarlanması

Keşfedin mekansal olarak sınırlı karmaşık oksit ince filmlerin elektron taşıma ölçümleri için nasıl üretildiğini. Darbeli lazer biriktirme ve fotolitografi kullanarak tek kristal menonit filmleri hazırlayın.

Mekansal Kapalı Karmaşık Oksitler Fabrikasyon

Daha fazla video keşfet