Name: Rapid III-V Heteroepitaxial Karakterizasyonu için Elektron Channeling Kontrast Görüntüleme (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-07-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 50 s
Description: Öğrenin, taramalı elektron mikroskobunda elektron kanalizasyon kontrast görüntüleme yöntemiyle III-V/Si heteroepitaksiyel ince filmlerdeki kristal kusurları hızlı bir şekilde nasıl karakterize edilir. Bu teknik, TEM'e benzer sonuçlar verir ancak çok daha kısa sürede ve minimum örnek hazırlama ile çalışır.

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 çalışma, FPACE programı (DE-EE0005398) kapsamında Enerji Bakanlığı, Ohio Eyalet Üniversitesi Malzeme Araştırmaları Enstitüsü ve Ohio Teknoloji Yatırımları Ofisi'nin Üçüncü Sınır Programı tarafından desteklenmiştir.

Bu protokol okuyucu standart SEM operasyon çalışan bir anlayışa sahip olacak bir varsayımı ile yazılmıştır. Üreticiler, model ve hatta yazılım sürümüne bağlı olarak, her SEM önemli ölçüde farklı donanım ve / veya yazılım arayüzleri olabilir. aynı alet iç konfigürasyonu ile ilgili olarak söz konusu olabilir; kutup-parçası ile temas yapmak için bir risk teşkil edebilir, örnek büyüklüğü / geometri, numune oryantasyon (tilt, döndürme) bile nispeten küçük değişiklikler gibi, bu protokolü takip ve mesafe çalışırken operatör, özellikle dikkatli ve gözlemci olmalı olup eucentric yükseklikte. Burada verilen talimatların bu işi gerçekleştirmek için kullanılan alet içindir, saha emisyon silah ve bir standart ile donatılmış bir FEI Sirion SEM, kutup parçalı halka şeklindeki Si backscatter dedektörü, monte edilmiş. Bu nedenle, okuyucunun kendi özel ekipman eşdeğer eylemleri gerçekleştirmek için anlamak şarttır. </p&gt; 1. Numune Hazırlama <ol><li> Bu monte SEM örnek büyüklüğüne bağlı olarak, uygun bir boyutu Ayrılma ve örnek, bu çalışma için boşluk / Si, kullanılacak. Not: Örnek 5 mm x 5 mm kadar küçük ya da çok temiz olmalıdır SEM ve boş odacık space.The numune yüzeyinden iç geometrisine bağlı olarak, (4 inç uzunluğunda), tam bir gofret kadar büyük olabilir ve kanallığını rahatsız edecek kontaminasyon (örn., kristal ya da amorf yerli oksitler) ücretsiz. </li><li> SEM numune montaj üzerine numuneyi yerleştirin. Not: Montaj yöntemi genellikle kullanılan SEM saplama türüne bağlı olarak bir klip tarzı ya da bazı yapıştırıcı aracılığıyla ya değişebilir (örneğin, karbon bant, gümüş boya.). yerleştirme yöntemi örnek hareket edeceğini ve elektriksel örnek yüklenmeyi önlemek için topraklı olduğundan emin olmalısınız. </li></ol> 2. Yük Numune <ol><li> Içinde &#39;Vent&#39; butonuna tıklayarak SEM Ventyazılım arayüzü ve atmosferik basınç ulaştıktan sonra örnek yerleştirin. </li><li> SEM kapıyı kapatmadan önce, SEM geçmeden üzerine BSE dedektör grev etmeyecek şekilde örnek uygun bir yükseklikte olduğundan emin olun. </li><li> Yazılım arayüzünde &#39;Pump&#39; butonuna tıklayarak SEM aşağı Pump. Sistem basıncı ölçümleri başlatmak için yeterince düşük olduğunu gösterir kadar bekleyin. </li></ol> 3. Set Uygun Çalışma Koşulları <ol><li> &#39;Beam&#39; kontrol alanı kontrol düğmesi ile elektron ışını açın ve yazılım arayüzü &#39;Beam&#39; açılan menü üzerinden hızlanan voltaj ayarlayın. Burada sunulan çalışma için, 25 kV kullanıldı. </li><li> &#39;Beam&#39; açılan menü üzerinden uygun bir değere ışın akımını ayarlayın. Bu 5 (yaklaşık 2.4 nA) olarak ayarlandı nokta boyutu ayarı, yoluyla Burada kullanılan sistem içinde belirlenir. Not: Yüksek demet akımı genellikle gerekli because KEYK sinyali genellikle zayıf ve daha ayırt görüntü için izin veren geçerli büyüktür. </li><li> Ikincil elektron dedektörü kullanarak, yazılım arayüzü üzerinden görüntü odak ve stigmation ayarlayın. Not: Bu sağ tıklayarak ve yazılım arayüzü üzerinde fareyi sürükleyerek burada yapılır; odak için dikey, yatay stigmation. Ayrıca, odak / stigmation ayarı için net bir konu sağlamak için numune üzerinde küçük bir parçacık veya yüzey özelliği bulmak için genellikle yararlı olur. </li><li> Aşamalı sahneye Z pozisyonunu değiştirerek ve gerektiği gibi odak ve stigmation ayarlayarak dikey çalışma mesafesi içine örnek taşıyın. Z pozisyon yazılım arayüzü &#39;Sahne Alanı&#39;nın&#39; kontrol alanında &#39;Z&#39; açılır menü aracılığıyla değiştirilir. Burada açıklanan çalışma için, 5 mm&#39;lik bir çalışma mesafesi eucentric yükseklikte aynı yerleştirilir ve güçlü bir ECCI sinyal verdi. </li></ol> 4. Visualize Numune ECP &lt;ol&gt; <li> Yazılım arayüzünde &#39;Dedektörleri&#39; açılan menü aracılığıyla BSE moduna geçin. </li><li> ECP görselleştirmek için, anahtarı (-) bilgisayar klavye eksi aracılığıyla burada yapılır en düşük ayara getirin (27x), büyütme azaltın. </li><li> Yeterli sinyal-gürültü (örn., Yavaş tarama ziyade TV modunda) bir görüntü sağlamak için, &#39;Tarama&#39; açılan menü üzerinden Burada yapılan tarama hızı, ayarlayın. Not: Ortalama alma ya da görüntü entegre bir net, daha ayırt edilebilir bir görüntü elde etmek için gerekli olabilir. </li><li> Doygunluğa için dikkatli olmak, ECP görünürlüğünü artırmaya yardımcı olmak için, &#39;Kontrast&#39; ve &#39;parlaklık&#39; sürgü ile burada başarılı görüntü kontrastını ve parlaklığını, ayarlayın. </li><li> Kanallık desen özellikleri daha belirgin hale getirmek için, &#39;R&#39; ve yazılım arayüzü &#39;Sahne Alanı&#39;nın&#39; kontrol alanında &#39;T&#39; girdileri kullanarak, örnek döndürmeyi ayarlayın ve yatırın. Örnek rotat(Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi), iyon ECP bir dönme neden olur ve (Şekil 3&#39;te gösterildiği gibi), devirme ECP bir çeviri neden olur. </li></ol> 5. Görüntü Hataları / Özellikler <ol><li> Aşama 4,5 anlatıldığı gibi istenilen kırınım durumunu ayarlamak için, numune tilt ve döndürme ayarlayın. Hedef Kikuchi bant kenarını hizalamak için ECP çeviri ve / veya çevirerek Bunu başarmak (örneğin, parlak Kikuchi bandı ve ilişkili koyu Kikuchi hattı arasındaki dönüm noktası) SEM optik ekseni ile. Maksimum celse aslında Kikuchi hattında meydana iken, burada açıklanan yöntemde hizalama görselleştirme karanlık ve aydınlık kontrast düzeyleri hem kusurları için kontrast (bkz Şekiller 4 ve 5). Sağlar </li><li> İstenen kırılma koşulu elde edildikten sonra, klavyede artı (+) tuşu ile burada yapılan büyütme artırmak. </li><li> Bu görüntü yönlendirmesi ve aşama 3.2&#39;de tarif edildiği gibi, stigmation ayarlamak. Not: Burada focus ve stigmation en spesifik kusur / özellik görüntülü göre ayarlanır. </li><li> Bandın kenarından küçük sapmalar hedef defekt veya özellik görünümünde büyük farklılıklar yapabilirsiniz, çünkü olurken, (dik ilgi Kikuchi bandı / hattına örnek eğim ayarlamalar fazla küçük yaparak kırılma durumunu optimize Maksimum kontrast için belirli bir özelliği izliyor. (Kikuchi hattı doğru) bandın dışına doğru hareket ederken Kikuchi bandının içine doğru hareket tipik &quot;parlak&quot; özelliklerinin göreli kontrastı azaltır unutmayın genellikle göreceli kontrast azaltacaktır &quot;karanlık&quot; özellikleri. </li><li> İstenilen kontrast elde edildikten sonra, aynı grup hala ya da çok optik eksenine yakın olduğunu doğrulamak için büyütme azaltmak; Çok fazla eğim tamamen kırılma durumunu değiştirebilirsiniz. </li></ol>

<ol><li>Zaefferer, S., Elhami, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+and+application+of+electron+channelling+contrast+imaging+under+controlled+diffraction+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Mater%22%5BJournal%5D)">Theory and application of electron channelling contrast imaging under controlled diffraction conditions.</a> Acta Mater. 75, 20-50 (2014).</li>
<li>Crimp, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A.+Scanning+electron+microscopy+imaging+of+dislocations+in+bulk+materials%2C+using+electron+channeling+contrast%5BTitle%5D)+AND+%22Microsc.+Res.+Tech%22%5BJournal%5D)">A. Scanning electron microscopy imaging of dislocations in bulk materials, using electron channeling contrast.</a> Microsc. Res. Tech. 69 (5), 374-381 (2006).</li>
<li>Joy, D. C., Newbury, D. E., Davidson, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron+channeling+patterns+in+the+scanning+electron+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Electron channeling patterns in the scanning electron microscope.</a> J. Appl. Phys. 53 (8), R81-R122 (1982).</li>
<li>Williams, D. B., Carter, C. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWilliams%2C+DB+%22Transmission+Electron+Microscopy%3A+A+Textbook+for+Materials+Science%22">Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science</a>. , 2nd ed, Springer. New York. (2009).</li>
<li>Picard, Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Future+Prospects+for+Defect+and+Strain+Analysis+in+the+SEM+via+Electron+Channeling%5BTitle%5D)+AND+%22Micros.+Today%22%5BJournal%5D)">Future Prospects for Defect and Strain Analysis in the SEM via Electron Channeling.</a> Micros. Today. 20 (2), 12-16 (2012).</li>
<li>Naresh-Kumar, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Nondestructive+Analysis+of+Threading+Dislocations+in+Wurtzite+Materials+Using+the+Scanning+Electron+Microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Rapid Nondestructive Analysis of Threading Dislocations in Wurtzite Materials Using the Scanning Electron Microscope.</a> Phys. Rev. Lett. 108 (13), 135503(2012).</li>
<li>Naresh-Kumar, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron+channeling+contrast+imaging+studies+of+nonpolar+nitrides+using+a+scanning+electron+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Electron channeling contrast imaging studies of nonpolar nitrides using a scanning electron microscope.</a> Appl. Phys. Lett. 102 (14), 142103(2013).</li>
<li>Kamaladasa, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+threading+dislocations+in+GaN+films+and+substrates+by+electron+channelling%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Microsc%22%5BJournal%5D)">Identifying threading dislocations in GaN films and substrates by electron channelling.</a> J. Microsc. 244 (3), 311-319 (2011).</li>
<li>Picard, Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nondestructive+analysis+of+threading+dislocations+in+GaN+by+electron+channeling+contrast+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Nondestructive analysis of threading dislocations in GaN by electron channeling contrast imaging.</a> Appl. Phys. Lett. 91 (9), 094106(2007).</li>
<li>Picard, Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron+channeling+contrast+imaging+of+atomic+steps+and+threading+dislocations+in+4H-SiC%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Electron channeling contrast imaging of atomic steps and threading dislocations in 4H-SiC.</a> Appl. Phys. Lett. 90 (23), 234101(2007).</li>
<li>Picard, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epitaxial+SiC+Growth+Morphology+and+Extended+Defects+Investigated+by+Electron+Backscatter+Diffraction+and+Electron+Channeling+Contrast+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electron.+Mater%22%5BJournal%5D)">Epitaxial SiC Growth Morphology and Extended Defects Investigated by Electron Backscatter Diffraction and Electron Channeling Contrast Imaging.</a> J. Electron. Mater. 37 (5), 691-698 (2008).</li>
<li>Wilkinson, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+strain+distributions+in+partially+relaxed+In0.2Ga0.8As+on+GaAs+using+electron+channelling+contrast+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Philos.+Mag.+Lett%22%5BJournal%5D)">Observation of strain distributions in partially relaxed In0.2Ga0.8As on GaAs using electron channelling contrast imaging.</a> Philos. Mag. Lett. 73 (6), 337-344 (1996).</li>
<li>Wilkinson, A. J., Anstis, G. R., Czernuszka, J. T., Long, N. J., Hirsch, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron+Channeling+Contrast+Imaging+of+Interfacial+Defects+in+Strained+Silicon-Germanium+Layers+on+Silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Philos.+Mag.+A%22%5BJournal%5D)">Electron Channeling Contrast Imaging of Interfacial Defects in Strained Silicon-Germanium Layers on Silicon.</a> Philos. Mag. A. 68 (1), 59-80 (1993).</li>
<li>Carnevale, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+misfit+dislocation+characterization+in+heteroepitaxial+III-V%2FSi+thin+films+by+electron+channeling+contrast+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Rapid misfit dislocation characterization in heteroepitaxial III-V/Si thin films by electron channeling contrast imaging.</a> Appl. Phys. Lett. 104 (23), 232111(2014).</li>
<li>Kvam, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactions+of+dislocations+and+antiphase+%28inversion%29+domain+boundaries+in+III%E2%80%93V%2FIV+heteroepitaxy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electron.+Mater%22%5BJournal%5D)">Interactions of dislocations and antiphase (inversion) domain boundaries in III–V/IV heteroepitaxy.</a> J. Electron. Mater. 23 (10), 1021-1026 (1994).</li>
<li>Grassman, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+and+elimination+of+nucleation-related+defects+in+GaP%2FSi%28001%29+heteroepitaxy%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Control and elimination of nucleation-related defects in GaP/Si(001) heteroepitaxy.</a> Appl. Phys. Lett. 94 (23), 232106(2009).</li>
<li>Grassman, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nucleation-related+defect-free+GaP%2FSi%28100%29+heteroepitaxy+via+metal-organic+chemical+vapor+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Nucleation-related defect-free GaP/Si(100) heteroepitaxy via metal-organic chemical vapor deposition.</a> Appl. Phys. Lett. 102 (14), 142102(2013).</li>
<li>Volz, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GaP-nucleation+on+exact+Si%28001%29+substrates+for+III%2FV+device+integration%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cryst.+Growth%22%5BJournal%5D)">GaP-nucleation on exact Si(001) substrates for III/V device integration.</a> J. Cryst. Growth. 315 (1), 37-47 (2011).</li>
<li>Beyer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GaP+heteroepitaxy+on+Si%28001%29%3A+Correlation+of+Si-surface+structure%2C+GaP+growth+conditions%2C+and+Si-III%2FV+interface+structure%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">GaP heteroepitaxy on Si(001): Correlation of Si-surface structure, GaP growth conditions, and Si-III/V interface structure.</a> J. Appl. Phys. 111 (8), 083534(2012).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Thermal+Expansion%3A+Nonmetallic+Solids%22">Thermal Expansion: Nonmetallic Solids</a>. Touloukian, Y. S. , IFI/Plenum. New York. (1977).</li>
<li>Yamaguchi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dislocation+density+reduction+in+heteroepitaxial+III-V+compound+films+on+Si+substrates+for+optical+devices%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Res%22%5BJournal%5D)">Dislocation density reduction in heteroepitaxial III-V compound films on Si substrates for optical devices.</a> J. Mater. Res. 6 (2), 376-384 (1991).</li>
<li>Nemanich Ware, R. J., Gray, J. L., Hull, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+a+nonorthogonal+pattern+of+misfit+dislocation+arrays+in+SiGe+epitaxy+on+high-index+Si+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Analysis of a nonorthogonal pattern of misfit dislocation arrays in SiGe epitaxy on high-index Si substrates.</a> J. Appl. Phys. 95 (1), 115-122 (2004).</li>
<li>Ghandhi Ayers, S. K., Schowalter, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crystallographic+tilting+of+heteroepitaxial+layers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cryst.+Growth%22%5BJournal%5D)">Crystallographic tilting of heteroepitaxial layers.</a> J. Cryst. Growth. 113 (3-4), 430-440 (1991).</li>
<li>Yamane, T., Kawai, Y., Furukawa, H., Okada, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+low+defect+density+GaP+layers+on+Si+substrates+within+the+critical+thickness+by+optimized+shutter+sequence+and+post-growth+annealing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cryst.+Growth%22%5BJournal%5D)">Growth of low defect density GaP layers on Si substrates within the critical thickness by optimized shutter sequence and post-growth annealing.</a> J. Cryst. Growth. 312 (15), 2179-2184 (2010).</li>
<li>Jimbo Soga, T., Umeno, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dislocation+Generation+Mechanisms+For+GaP+On+Si+Grown+By+Metalorganic+Chemical-Vapor-Deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Dislocation Generation Mechanisms For GaP On Si Grown By Metalorganic Chemical-Vapor-Deposition.</a> Appl. Phys. Lett. 63 (18), 2543-2545 (1993).</li>
<li>Weidner, A., Martin, S., Klemm, V., Martin, U., Biermann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stacking+faults+in+high-alloyed+metastable+austenitic+cast+steel+observed+by+electron+channelling+contrast+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Mater%22%5BJournal%5D)">Stacking faults in high-alloyed metastable austenitic cast steel observed by electron channelling contrast imaging.</a> Scripta Mater. 64 (6), 513-516 (2011).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

25 kV bir hızlandırma voltajı, bu çalışma için kullanıldı. hızlanan voltaj elektron ışını penetrasyon derinliğini belirler; yüksek hızlanan gerilimi ile, numunedeki büyük derinliklerinden gelen BSE sinyal olacaktır. Bu arayüzde gömülü numunenin yüzeyinden uzak çıkıkları, görünürlüğü sağlayan yüksek olması nedeniyle hızlanan voltaj bu sistem için seçildi. Kusurlar diğer tipleri / özellikler örnek tipine bağlı olarak, farklı hızlandırma voltajında ​​daha fazla veya daha az görünür olabilir. Da...

Kristal kusurları ve mikro detaylı karakterizasyonu cihaz performansı üzerinde önemli, zararlı bir etkiye sahip olabilir yarı iletken malzemeler ve bu tür kusurları beri cihaz araştırma hayati önem yönüdür. Çıkıkları, istifleme faylar, ikizler, antifaz etki, vb - - Şu anda, transmisyon elektron mikroskobu (TEM) genişletilmiş kusurların detaylı karakterizasyonu için en yaygın kabul gören ve kullanılan bir tekniktir o bol olan kusurların çeşitli doğrudan görüntüleme olanak verdiğinden uzamsal çözünürlük. Ne yazık ki, TEM nedeniyle araştırma ve geliştirme döngüleri önemli gecikmeler ve darboğazlar yol açabilir uzun numune hazırlama süreleri, bir temelde düşük hacimli bir yaklaşımdır. Buna ek olarak, örneğin, yetiştirilen streyn durumunda açısından olduğu gibi, numunenin bütünlüğü, hileli sonuçlar için fırsat bırakarak, numune hazırlama sırasında değiştirilebilir. Elektron kanallık işbirliğintrast görüntüleme (ECCI) bir tamamlayıcı olan ve aynı genişletilmiş kusurları görüntülenmesi için bir alternatif, yüksek verimli bir yaklaşım sağlar, bazı durumlarda potansiyel olarak birçok teknik, TEM. Epitaksiyel malzemeler durumunda, numuneler KEYK daha fazla zaman verimli hale hiçbir hazırlık az ihtiyacımız var. Ayrıca avantajlı KEYK backscatter elektron (BSE) detektörü monte edilmiş standart halka şeklindeki kutup parça ile donatılmış, sadece saha emisyon taramalı elektron mikroskobu (SEM) gerektirir gerçektir; forescatter geometrisi de kullanılabilir, ama biraz daha özel ekipman gerektirir ve burada ele değil edilebilir. KEYK sinyali esnek olmayan iki- benzer, arka yüzeyine yoluyla örnek mümkün kaçış in-gidiyor ve çok sayıda ilave inelastik saçılma olayları ile kanallı ışını (elektron dalga ön). 1 arasında dağılmış olan elektronların oluşur kiriş TEM, bu orie tarafından SEM belirli kırılma koşullarında KEYK gerçekleştirmek mümkündürkalıpları (ECP&#39;ler) kanalize düşük büyütme elektron kullanılarak saptandığı haliyle, bir olay, elektron demeti sağlayan bir kristalografik Bragg durumu (örneğin, kanal) ve böylece örnek nting 1,2 bir örnek için Şekil 1 &#39;e bakınız. Basitçe, ECP&#39;ler olay elektron ışını kırınımı / kanalize bir oryantasyon uzay temsilini sağlamak. Düşük backscatter sinyalinden kaynaklanan 3 Karanlık hatları ise güçlü Kanallama verir Bragg koşullar karşılandığında (yani., Kikuchi çizgileri) ışın numune yönelimleri, işaret Parlak bölgeler, yüksek backscatter olmayan difraktif durumları gösterir. Giden elektron kırınımı yoluyla oluşturulur elektron backscatter kırınımı (EBSD) ya da TEM yoluyla üretilen Kikuchi desen, aksine, ECP&#39;ler olay elektron kırınımı / kanalize bir sonucudur. Uygulamada, KEYK kontrollü kırılma koşulları Örnek yönünü ayarlanmasıyla elde edilmektedir, hacDüşük büyütme altında ia eğilme ve / veya rotasyon gibi ilgi iyi tanımlanmış Bragg koşulunu temsil eden ECP özelliği, - örneğin, bir [400] veya [220] Kikuchi bant / hat - SEM optik ekseni ile kesişen . Çünkü olay elektron demetinin açısal aralığının sonuçtaki kısıtlama, daha sonra yüksek büyütmede Geçiş etkili ideal sadece seçilmiş kırılma durumundan saçılma karşılık gelen BSE sinyal seçer. Bu şekilde bu tür çıkıklar olarak, kırınım kontrast sağlamak kusurları gözlemlemek mümkündür. Sadece TEM gibi bu tür arızalardan tarafından sunulan görüntüleme kontrast standart görünmezlik kriterlerine göre belirlenir, g · (u x b) = 0 ve g · g Burgers vektörü b kırınım vektörü temsil b = 0, ve u hat yönü. 4 Buhakkında bilgi içerecektir kusur bozuk uçakları sadece Kırınan elektronlar kusur söyledi çünkü fenomen oluşur. Bugüne kadar, ECCI ağırlıklı yakın veya GaSb, 5 SrTiO 3, 5 GaN, 6-9 ve SiC gibi fonksiyonel malzemeler örnek yüzeyinde görüntü özellikleri ve kusurlar için kullanılmıştır. 10,11 Bu sınırlama yüzeyi sonucudur 100 nm - sinyali oluşturan BSE yaklaşık 10 derinlik aralığında gelen burada KEYK sinyalinin kendisi, -duyarlı doğası. Bu derinlik çözünürlüğü sınırı en önemli katkısı olduğunu genişletilmesi ve sönümleme in-gidiş nedeniyle azaltır saçılma olaylar elektron kaybı, kristal içine derinliğinin bir fonksiyonu olarak, elektron dalga ön (kanalize elektronlar) maksimum potansiyel BSE sinyal. 1 Bununla birlikte, derinlik çözünürlüğü bir miktar Si 1-x Ge x / Si ve önceki çalışmalarında bildirilmiştirX Ga 1-x son zamanlarda (ve burada) KEYK kafes uyumsuz heteroepitaxial arayüzünde gömülü görüntü uyumsuz çıkıkları için kullanılan 14 GaP / Si heteroyapıların üzerine yazarlar tarafından / GaAs heteroyapıların, 12,13 yanı sıra As 100 nm&#39;ye kadar (muhtemelen mümkün olan yüksek derinliklerde) derinlikleri. Burada ayrıntılı çalışma için, KEYK epitaxially Si (001) yetiştirilen GAP, fotovoltaik ve optoelektronik gibi alanlarda doğru uygulama ile bir kompleks malzemeler entegrasyon sistemini incelemek için kullanılır. GaP / Si metamorfik entegrasyonu için potansiyel bir yol olarak özel ilgi (kafes-uyumsuz) III-V yarı iletkenler maliyetli Si yüzeylerde. Uzun yıllar boyunca bu yönde çabalar antifaz etki de dahil olmak üzere farklı bağlarla çekirdeklenme ile ilgili kusurları çok sayıda, istifleme faylar ve microtwins kontrolsüz nesil boğulmuş edilmiştir. Bu kusurlar cihaz performansı için zararlıdır, bilhassanedeniyle onlar taşıyıcı rekombinasyon merkezleri gibi davranan, elektriksel olarak aktif olabilir ve aynı zamanda yüksek çıkığı yoğunluklarına lider, arayüzey çıkığı kayma engelleyebilir gerçeği likle fotovoltaik. 15 Ancak, son yazarlar tarafından çabaları ve diğerleri başarılı geliştirilmesine yol açmıştır Bu çekirdeklenme ile ilgili arızaları GaP-on-Si filmleri üretebilir epitaksiyel süreçlerin, 16-19 böylelikle sürekli ilerlemenin önünü. Bununla birlikte, çünkü GaP ve Si (oda sıcaklığında% 0.37) arasındaki küçük, ama ihmal edilemeyecek, kafes uyumsuzluğu, uyumsuz çıkıkları nesil kaçınılmaz ve tamamen rahat epilayers üretmek için gerçekten gereklidir. GaP, onun FCC merkezli çinko blende yapısıyla, glissile ve uzun net kayma uzunlukları sayesinde zorlanma büyük miktarda rahatlatmak kayma sistemi, 60 ° tip çıkıklar verim (karışık kenar ve vida) eğilimindedir. Ek karmaşıklığı da uyuşmazlıkla tarafından tanıtıldı(Tipik büyüme sıcaklıklarında yani., ≥% 0.5 uyumsuz) artan sıcaklık ile artan bir kafes uyumsuzluğu sonuçlanır GaP ve Si ısıl genleşme katsayıları. 20 Çünkü birlikte (misfit çıkığı döngü kalan makyaj parçacığı çıkığı segmentleri arayüzey uyumsuz ve kristal yüzey) de ilişkili olmayan ışınım taşıyıcı rekombinasyon özellikleri bilinmektedir ve böylece bozulmuş cihaz performansı, 21 tam sayıları minimize edilebilir şekilde onların doğasını ve evrimini anlamak önemlidir. Arayüzey uyumsuz çıkıkları detaylı karakterizasyonu ve böylece sistemin çıkığı dinamikleri hakkında bilgi önemli bir miktarda sağlayabilir. Burada, biz KEYK gerçekleştirmek ve yetenekleri ve güçlü örnekler sunmak için SEM kullanarak protokol açıklar. Burada önemli bir ayrım KEYK&#39;in kullanılması mikroyapı characteri yapmaktırtür kıymetleştirme tipik olarak önemli ölçüde azaltılmış numune hazırlama ihtiyaçlarına önemli ölçüde daha kısa bir zaman dilimi içinde KEYK eşdeğer veri sağlayan ise, TEM aracılığıyla gerçekleştirilir ama; nispeten pürüzsüz yüzeyleri olan epitaksiyel numuneler durumunda olmak üzere, etkili bir şekilde, tüm gerekli herhangi bir numune hazırlama yoktur. kusurları ve uyumsuz dislokasyonlar genel karakterizasyonu için KEYK&#39;in kullanımı Resim gözlemlenen kristal kusurlarının örneklerle açıklanmaktadır. arayüzey uyumsuz çıkıkları bir dizi gözlenen görüntüleme kontrast görünmezlik kriterlerinin etkisi daha sonra açıklanmıştır. TEM gibi veri sağlayan, ancak bir kolaylık - çıkık çekirdeklenmesi için GaP-on-Si kritik kalınlığı belirlemek için bu durumda bir çalışma - Bu KEYK karakterizasyonu önemli modları gerçekleştirmek için nasıl kullanılabileceğini bir gösteri ile takip edilir SEM ve önemli ölçüde azaltılmış bir zaman dilimi içinde.

<table><tbody><tr><td>Sirion Alan Emisyonu SEM</td><td>FEI/Phillips</td><td>516113</td><td>200 V - 30 kV ışın gerilimi aralığına sahip, geri saçılan elektron dedektörü ile donatılmış Alan emisyonu SEM</td></tr><tr><td>İlgilenilen Örnek</td><td>Dahili olarak üretilmiştir</td><td></td> MOCVD PELCO SEMClip Ted Pella, Inc. <td>aracılığıyla şirket içinde sentezlenir/büyütülür</td></tr><tr><td></td><td>.</td><td>16119-10</td><td>Yeniden kullanılabilir, yapışkan olmayan SEM numune saplaması (yapışkan ek parça da işe yarayacaktır)</td></tr></tbody></table>

rapid iii-v heteroepitaxial karakterizasyonu için elektron channeling kontrast görüntüleme

Electron Channeling Contrast Imaging for Rapid III-V Heteroepitaxial Characterization

Si(001) substratları üzerinde büyütülen GaP'nin heteroepitaksiyel katmanlarındaki uyumsuz çıkıklar, taramalı elektron mikroskobunda (SEM) elektron kanallı kontrast görüntüleme (ECCI) kullanılarak karakterize edilir. ECCI, plan-view transmisyon elektron mikroskobu (PV-TEM) ile mümkün olana benzer şekilde, belirli kırınım koşulları altında kusurların ve kristalografik özelliklerin görüntülenmesine izin verir. ECCI tekniğinin özel bir avantajı, çok az numune hazırlığı gerektirmesi veya hiç gerektirmemesi ve gerçekten de üretildiği gibi geniş alanlı numuneler kullanabilmesidir, bu da onu TEM'den önemli ölçüde daha yüksek verimli bir karakterizasyon yöntemi haline getirir. TEM'e benzer şekilde, ECCI ile numunenin SEM içinde eğilmesi ve döndürülmesi ile farklı kırınım koşulları elde edilebilir. Bu özellik, standart görünmezlik kriterleri tarafından belirlenen yüksek kontrast seviyelerine sahip GaP/Si arayüzündeki uyumsuz çıkıklar gibi belirli kusurların seçici olarak görüntülenmesini sağlar. Bu tekniğin örnek bir uygulaması, çeşitli GaP epitabaka kalınlıklarına sahip bir dizi numuneyi görüntüleyerek GaP-on-Si için çıkık çekirdeklenmesi için kritik kalınlığı belirlemek için ECCI görüntülemenin kullanıldığı açıklanmıştır. Diş açma çıkıkları ve istifleme hatası dahil olmak üzere ek kusur türlerinin ECCI mikrograflarının örnekleri, geniş, TEM benzeri uygulanabilirliğinin gösterilmesi olarak sağlanmıştır. Sonuç olarak, TEM benzeri yeteneklerin - yüksek uzamsal çözünürlük ve mikroyapısal veri zenginliği - SEM'in rahatlığı ve hızı ile birleşimi, ECCI'yi kristal malzemelerin hızlı karakterizasyonu için güçlü bir araç olarak konumlandırmaktadır.

GaP / Bu çalışma için Si örnekleri yazarların daha önce bildirilen heteroepitaxial sürecinin ardından bir Aixtron 3 × 2 yakın birleştiğinde duş reaktöründe metal organik kimyasal buhar biriktirme (MOCVD) tarafından büyütüldü. 17 Tüm büyümeler 4 inç Si (gerçekleştirilmiştir [110] doğru 6 ° kasıtlı misorientation (kesimleri) ile 001) yüzeylerde. Tüm KEYK görüntüleme (kenara SEM içine yüklenmesi için, yaklaşık 1 cm x 1 cm parçaları elde etmek için bölünmesi ile ilgili) ne olursa olsun herhangi bir başka numune h...

III-V/Si heteroekspitaksiyel ince filmlerdeki kusurları karakterize etmek için taramalı elektron mikroskobunda elektron kanallı kontrast görüntülemenin kullanımı açıklanmıştır. Bu yöntem, plan görünümlü transmisyon elektron mikroskobuna benzer sonuçlar verir, ancak gerekli numune hazırlığının olmaması nedeniyle önemli ölçüde daha kısa sürede verir.

Rapid III-V Heteroepitaxial Karakterizasyonu için Elektron Channeling Kontrast Görüntüleme

Misfit dislocations in heteroepitaxial layers of GaP grown on Si(001) substrates are characterized through use of electron channeling contrast imaging ...

Bu tekniğin temel kavramı, bir taramalı elektron mikroskobu içindeki elektron kanalize etme ve geri saçılma fenomenlerini, kristal kusurlarının difraksiyon tabanlı görüntülemesi için bir mod olarak kullanmaktır. Elektron kanalize etme deseni rehberliğinde, elektron demeti ile kristal düzlemleri arasında Bragg difraksiyon koşullarını oluşturmak için numune mikroskop içinde yönlendirilir. Bu durum, elektron kanalize etmeye ve dolayısıyla düşük geri saçılma verimine yol açar.Kırınım koşulları altında, kristal kusurları örgü düzlemlerinde, elektronları kanallanmış ışın dışına saçan pertürbasyonlar oluşturarak geri saçılma sinyalinin arttığı lokalize bölgeler meydana getirir. Bu kusur özellikleri, elektron demetinin numune yüzeyi boyunca taranması ve elektron geri saçılma sinyalinin haritalanmasıyla etkili bir şekilde görüntülenebilir. Elde edilen görüntüler TEM ile elde edilenlerle eşdeğerdir, ancak çok daha kısa bir sürede üretilirler; bu da yöntemi, geniş bir kristal malzemeler araştırma alanında uygulamaları olan güçlü ve hızlı bir karakterizasyon tekniği haline getirir. Kristal kusurların ve mikro yapının karakterizasyonu, malzeme araştırmalarının hemen hemen her alanı için son der

electron-channeling-contrast-imaging-for-rapid-iii-v-heteroepitaxial

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Farklı kalınlıklara sahip molibden diselenid (MoSe2) katmanlı yarı iletken nanoyapıların cihaz üretimi ve elektriksel karakterizasyonu için yaklaşımları açıklıyoruz. Ek olarak, bir temas metali olarak platin (Pt) kullanılarak odaklanmış iyon ışını biriktirme yöntemi ile MoSe2 katmanlı nanokristaller için omik kontakların imalatı açıklanmaktadır.

Ohmik İletişim Fabrikasyon bir Odaklı iyon Işın Tekniği ve Elektriksel Karakterizasyonu Katmanı Yarıiletken Nanoyapıların için kullanma

Yarı iletken malzemelerdeki çıkıkların ve tane sınırlarının optik, elektriksel ve yapısal özellikleri, taramalı elektron mikroskobunda yapılan deneylerle belirlenebilir. Elektron mikroskobu, katodolüminesans, elektron ışını kaynaklı akım ve geri saçılan elektronların kırınımını araştırmak için kullanılmıştır.

Bir Tarama Elektron Mikroskobu tarafından Yarıiletken Malzemelerin Genişletilmiş Kusur Kapsamlı Karakterizasyonu

Bu çalışma, holografik video için anizotropik sızdıran mod modülatörlerinin üretimini ve karakterizasyonunu açıklar.

Holovideo için Eşyönsüz Çatlak Modu Modülatörleri Karakterizasyonu

Moleküler ışın epitaksi N-polar InAlN bariyer yüksek elektron-mobilite transistörleri (HEMT) büyümek için kullanılır. 1750 cm 2 / V ∙ sn gibi yüksek hareket kabiliyeti ile pürüzsüz, bileşim açısından homojen InAlN katmanları ve HEMT gofret hazırlık kontrolü, kat büyüme koşulları ve epitaksiyel yapısı sonuçları.

InAlN bariyer Yüksek elektron-mobilite Transistörler N-polar Plazma destekli Moleküler Işın Epitaksi

Biz gerçek zamanlı görüntüleme ve boehmite parçacıklar deiyonize su elemental kompozisyon analizi için bir yordam situ içinde sıvı Taramalı elektron mikroskobu ile mevcut.

Situ Su sıvı SEM kullanarak Boehmite parçacıklar karakterizasyonu

Silikon üzerinde yarı silindirik boşluklar bulunan germanyum epitaksiyel tabakalarındaki diş açma çıkığı (TD) yoğunluğunun azaltılması için teorik hesaplama ve deneysel doğrulama önerilmiştir. TD'lerin ve yüzeyin görüntü kuvveti ile etkileşimine dayalı hesaplamalar, TD ölçümleri ve TD'lerin iletim elektron mikroskobu gözlemleri sunulmaktadır.

Silikon Üzerinde Yarı Silindirik Boşluklu Germanyum Epitaksiyel Tabakalarında Çıkığın Azaltılması için Teorik Hesaplama ve Deneysel Doğrulama

Bu makalede, mg3n2 ve Zn3n2 ' nin Epitaksiyel filmlerinin, azot kaynağı ve optik büyüme izleme olarak N2 gaz Ile plazma destekli moleküler kiriş epitaxy tarafından MgO substratlar üzerinde büyümesi anlatılmaktadır.

Mg3n2 ve Zn3n2 Ince filmlerin plazma destekli moleküler ışın epitaxy büyümesi

Burada, istiflenmiş metal-yalıtkan-metal yapısı için iletim elektron mikroskopisi (TEM) ile yerinde önyargı sırasındaki nanoyapısal değişikliklerin analiz edildiği bir protokol sunulmaktadır. Yeni nesil programlanabilir mantık devreleri ve nöromimicking donanımları için dirençli anahtarlama çapraz çubuklarında, temel çalışma mekanizmalarını ve pratik uygulanabilirliklerini ortaya çıkarmak için önemli uygulamalara sahiptir.

Karışık Fazlı a -VOx'e Dayalı Asimetrik Çapraz Çubukların Önyargılı ve İmalatlı Yerinde İletim Elektron Mikroskopisi

Sunulan yöntem, ikincil iyon kütle spektrometrisi ile ilgili ölçüm artefaktlarının nasıl tanımlanacağını ve çözüleceğini ve ayrıca katı hal malzemelerindeki safsızlıkların/katkı maddelerinin gerçekçi 3D dağılımlarının nasıl elde edileceğini açıklar.

İkincil İyon Kütle Spektrometrisi Kullanılarak Ayrılmış Safsızlıkların 3D Derinlik Profili Rekonstrüksiyonu

Kriyojenik Odaklı İyon Işını (FIB) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) teknikleri, bozulmamış katı-sıvı arayüzlerinin kimyası ve morfolojisi hakkında önemli bilgiler sağlayabilir. Bu tür arayüzlerin yüksek kaliteli Enerji Dağıtıcı X-ışını (EDX) spektroskopik haritalarını hazırlama yöntemleri, enerji depolama cihazlarına odaklanarak detaylandırılmıştır.

Kriyo-Odaklı İyon Işını Frezelemeyi Taramalı Elektron Mikroskobu ve Spektroskopi ile Birleştirerek Sıvı-Katı Arayüzlerinin Nano Ölçekli Karakterizasyonu

Azınlık türlerinden, ışık elementlerinden, oksijen boşluklarından ve diğer nokta/çizgi/düzlemsel kusurlardan güvenilir bir şekilde bilgi alan olay elektron ışını sallama koşulları altında elektron kanallama fenomenlerinden yararlanarak safsızlıkların ve kimyasal durumlarının saha doluluklarını tahmin etmek için nicel mikroanaliz yöntemlerinin genel bir taslağını sunuyoruz.

Kristal Malzemelerdeki Fonksiyonel Dopant/Nokta Kusurlarının Elektron Kanalize-Geliştirilmiş Mikroanaliz ile Nicel Atomik Saha Analizi

Öğrenin, taramalı elektron mikroskobunda elektron kanalizasyon kontrast görüntüleme yöntemiyle III-V/Si heteroepitaksiyel ince filmlerdeki kristal kusurları hızlı bir şekilde nasıl karakterize edilir. Bu teknik, TEM'e benzer sonuçlar verir ancak çok daha kısa sürede ve minimum örnek hazırlama ile çalışır.

Rapid III-V Heteroepitaxial Karakterizasyonu için Elektron Channeling Kontrast Görüntüleme

Daha fazla video keşfet