Name: Karışık Fazlı a -VOxe Dayalı Asimetrik Çapraz Çubukların Önyargılı ve İmalatlı Yerinde İletim Elektron Mikroskopisi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-05-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
Description: Keşfedin, metal-yalıtkan-metal yapılarda yerinde önyargılama sırasında nanoyapısal değişiklikleri iletim elektron mikroskopisi kullanarak analiz etme yöntemini. Bu teknik, direnç anahtarlama çubukları ve nöromimetik donanımlar için önemli uygulamalar sunar.

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 kısmen Avustralya Ulusal İmalat Tesisi'nin (ANFF) Viktorya Dönemi Düğümü'ndeki RMIT Üniversitesi'ndeki Mikro Nano Araştırma Tesisi'nde gerçekleştirildi. Yazarlar tesisleri ve RMIT Üniversitesi'nin Mikroskopi, Mikroskopi Avustralya'nın bağlantılı bir laboratuvarı olan Mikroaliz Tesisi'nin bilimsel ve teknik yardımını kabul ediyorlar. Avustralya hükümetinin Avustralya Lisansüstü Ödülü (APA)/Araştırma Eğitim Programı (RTP) programından burs desteği kabul edilmektedir. Profesör Madhu Bhaskaran, Doçent Sumeet Walia, Dr. Matthew Field ve Bay Brenton Cook'a rehberlikleri ve yardımcı tartışmaları için teşekkür ederiz.

1. İmalat süreci ve elektriksel karakterizasyon
<ol><li>Aşağıdaki parametreleri kullanarak cihazların fotoresisti ile alt elektrot (BE katman 1) deseni için standart görüntü ters fotolitografi9 kullanın:<ol>
<li>3,000 rpm'de fotoresist spin coat, 60 s için 90 °C'de yumuşak pişirin, 405 nm lazerle25 mJ/cm 2 ile maruz kalın, 120 s için 120 °C'de pişirin, 21 mW/cm2 ve 400 nm lazer ile taşkın maruziyeti gerçekleştirin, geliştiriciyi kullanarak geliştirin ve deionize su ile durulayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Yapıştırma için 5 nm titanyum (Ti) ve katman 1 üzerine desenli alt tabaka ile bir elektron ışını evaporatör sistemi ile üzerine 15 nm platin (Pt) yatırın.</li>
	<li>Substratı ~20 dakika boyunca aseton banyosuna yerleştirerek biriken metalleri kaldırın. Ardından, 2 dakika boyunca ultrasonik titreşimler uygulayın ve BE desenlerini tamamlamak için aseton ve izopropil alkol (IPA) ile durulayın. Kalkış temiz değilse tekrarlayın (Şekil 1A, adım 1).</li>
	<li>Fonksiyonel oksit tabakasını (katman 2) adım 1.1'de açıklandığı gibi BE'nin üzerine fotolithografi ile desenleyin.</li>
	<li>Birsputtering sistemi 10 kullanarak katman 2'nin üzerine ~100 nm -VOx ve 5nmTi yatırın.</li>
	<li>Substratı aseton banyosuna yerleştirerek ve fonksiyonel oksit kalıplarını sonuçlandırmak için 2-3 s darbelerle manuel olarak darbeli ultrasonik titreşimler uygulayarak fonksiyonel oksiti kaldırın. Desenler temiz değilse yordamı yineleyin. (Şekil 1A, adım 2 ve adım 3)</li>
	<li>Benzer şekilde, görüntü ters fotolitografisi, elektron ışını buharlaşması ve adım 1'de açıklanan kaldırma işlemini kullanarak üst elektrot (TE) (katman 3) desenlerini Ti_20 nm/Pt_200 nm ile tamamlayın. (Şekil 1A, adım 4) NOT: Bu, çapraz nokta cihazının imalatını tamamlar, Şekil 1B.</li>
	<li>Direnç değiştirme performansını anlamak için fabrikasyon cihazda elektrik ve sıcaklık analizi yapın.<ol>
<li>Kaynak ölçüm cihazını iki problu doğru akım (DC) I–V ölçüm sistemi ve elektrik ölçümleri için bir prob istasyonu ile kullanın.</li>
		<li>Cihazlara zarar vermemek için her zaman ilgili mevcut uyumluluğu koruyun.</li>
		<li>Cihazın mevcut davranışını analiz etmek için voltaj kontrollü analiz yapın ve pozitif sapmada 0,1 V'lık düşük voltajla başlayan ve elektroformasyon gözlenene kadar yavaşça artan voltaj süpürmeleri uygulayın. NOT: Elektroformlama, başlangıçta belirli bir voltajda yalıtım fonksiyonel oksit içinde birkaç nanometre çapında iletken filamentlerin oluştuğu ve içsel malzeme özelliklerine ve cihaz boyutlarına bağlı olan tek seferlik bir olaydır. Bu noktada, oluşan iletken bir yol nedeniyle akım-gerilim grafiğinde dirençte ani bir düşüş veya akımda artış gözlenir.</li>
		<li>Elektroformlamadan sonra, uçucu eşik değiştirme performansı elde etmek için çift yönlü voltaj süpürmeleri uygulayın. Yüksek bir A/KAPASI oranı elde etmek için voltajı ayarlayın. Bu durumda, ~10 anahtarlama oranına ulaşılabilir.</li>
		<li>Oda sıcaklığından 90 °C'ye kadar farklı sıcaklıklarda 10 °C adımda artan akım voltajı özelliklerini analiz edin ve sıcaklık kontrollü bir aşama kullanarak oda sıcaklığına geri dönün.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Gridbar ve taraflı talaş montajı
<ol><li>FIB optimize edilmiş ızgara çubuğunu CAD yazılımında tasarlayın ve Şekil 2'degösterildiği gibi yerinde TEM deneyleri için kullanılan önyargılı/ısıtma yongalarını monte etmek için şirket içinde standart işleme tekniklerini kullanarak üretim yapın. NOT: Şekil 2A, kare şekilli siperlere aynı anda üç talaş monte etmek için ızgara çubuğunun ayrı kısımlarını gösterir. Şekil 2B, TEM için piyasada bulunan yerinde önyargılı/ısıtma yongalarına uyacak şekilde tasarlanmış yakınlaştırılmış kareli hendek bölümünü göstermektedir.</li>
	<li>Önyargılı çipi asetonla doldurulmuş cam bir Petri kabına yerleştirerek temizleyin ve 2 dakika boyunca hafifçe döndürün. Daha sonra çipi çıkarın ve metanol ile dolu bir Petri kabına yerleştirin ve 2 dakika boyunca hafifçe döndürün. Son olarak, düşük basınçlı azot ile kuru üfleyin. NOT: Ticari olarak satın alınan ve E-çipler olarak adlandırılan önyargılı yongalar, koruma için fotoresist bir kaplamaya sahiptir.</li>
	<li>Şekil 2C'degörüldüğü gibi, önceden tanımlanmış önyargılı çipi ızgara çubuğunun kare siperlerine hizalayın.</li>
	<li>E-çipin ızgara çubuğuna yerleştirilmesini sonuçlandırmak için kılavuz kapağını kılavuz talaşının üzerine vidalarla sabitle(Şekil 2D).</li>
</ol>3. Lamella hazırlığı, odaklanmış iyon ışını kullanarak önyargılı çipe montaj ve yerinde iletim elektron mikroskopisi
<ol><li>Şekil 3A'dagörüldüğü gibi, numuneleri bölüm 1'de açıklandığı gibi Ti_10 nm/Pt_100 nm daha kalın bir BE ile ayrı ayrı üretin.</li>
	<li>Yeni hazırlanan numuneyi iletken karbon bant kullanarak metal bir saplama üzerine monte edin ve FIB haznesinde yükleyin. Şarj sorunlarını önlemek için topraklama için numuneye ek bant uygulayın.</li>
	<li>Sapma çipi monteli ızgara çubuğunu hazneye 52° eğimde yükleyin (bkz. Şekil 3B). Bu, sahne dönüşüne bağlı olarak iyon kiriş sütununa dik veya paralel olacaktır.</li>
	<li>Mikroskop fiziksel kontrol panelini ve lamel hazırlama konumlarındaki yazılımı kullanarak elektron ışınını örnek bir yüzeye odaklayın, astigmate yapın ve hizalayın.</li>
	<li>Odaklanmış numune konumunun ösantrik yüksekliğini kontrol edin ve elektron ışını ve iyon ışını için ışın tesadüfü. NOT: Ösantrik yükseklik, örnek eğildiğinde numunenin görüntüsünün hareket etmediği konumdur.</li>
	<li>Mikroskop kontrol yazılımını kullanarak odaklanmış örnek konumda çalıştırmak için Otomatik TEM programına (otomatik lamel hazırlama programı) tıklayın. Otomatik program aşağıda açıklanan sırayı izler. NOT: Bu, TEM lamel oluşturma işlemini tamamlayacaktır (Şekil 4). AutoTEM programının gelişimi masaüstü ekranından canlı olarak gözlemlenebilir.<ol>
<li>Silikon frezeleme ile çapraz fidüsyal hizalama belirteçleri oluşturun ve hizalama belirteçleri arasındaki 20 μm x 5 μm alan üzerine 1,5 μm kalınlığında karbon koruyucu bir tabaka biriktirin.</li>
		<li>Lamel oluşturmak için karbon koruyucu tabakanın her iki tarafında 5 nA iyon ışın akımı ile freze siperleri.</li>
		<li>Lamelleri önce 1 nA iyon ışın akımıyla, daha sonra 300 pA iyon ışın akımıyla incelterek 1 μm kalınlıklara ulaşın.</li>
	</ol></li>
	<li>Alt tabakadan ayırma için lamel üzerinde J kesimi yapmak için numuneyi 7° 'ye eğin.</li>
	<li>Numuneyi 0° 'ye (yani elektron ışını sütununa dik) eğin ve Pt (Şekil 5A)kullanarak lamelleri manipülatör iğnesine takın.</li>
	<li>Mikromanipülatöre takıldıktan sonra, lamelleri son kesimle substrattan ayırın ve mikromanipülatörü yavaşça geri çekin (Şekil 5B).</li>
	<li>Işını ızgara çubuğundaki önyargılı çipin üst kenarına, lamel montaj konumuna odaklayın.</li>
	<li>Lamelleri manipülatör iğnesi ile önyargılı çipe doğru yavaşça getirin (Şekil 6A).</li>
	<li>Lamel, önyargılı talaşın üst kenarındaki 17 μm boşluğun ortasına hizalayın. Talaş yüzeyine zar zor dokunana kadar yavaşça aşağı doğru hareket ettirin ve Lamel'in alt kenarlarını Pt(Şekil 6B)kullanarak çipe kaynaklayın.</li>
	<li>Mikromanipülatörü silikon frezeleme ile lamelden arındırın ve mikromanipülatörü geri çekin.</li>
	<li>Lamellerin üst kenarlarını Pt izleri ile elektrik bağlantıları için önyargılı çipin iki elektroduna bağlayın (Şekil 6C). NOT: TE ve BE bu noktada hem sol hem de sağ tarafta kısa devredir.</li>
	<li>Lamel'in orta bölgesini önce 300 pA kullanarak, sonra da 100 pA iyon kirişi ile incelterek, paralel yüzler ve düzgün bir kalınlık sağlamak için numuneyi 2° öne ve arkaya yatırarak lamel kalınlığını 100 nm'den daha az(Şekil 6D)yapın.</li>
	<li>İyon ışını hasarlı tabakayı Ga ışını ile her iki yüzdeki yüzeye 5° açıyla 5 kV'lik voltajı hızlandırarak parlatın.</li>
	<li>Etkin bölgeden BE'den TE'ye geçerli bir yol oluşturmak için inceltilmiş bölgede izolasyon kesikleri olan cihazın üst ve alt elektrotları arasındaki kısa bağlantıyı kaldırın (Şekil 7A).</li>
	<li>Taraflı çipi lamel ile taraflı talaş tutucusuna monte edin ve ardından önyargılı talaş tutucuyu TEM odasına yükleyin.</li>
	<li>Kabloları yanlı talaş tutucusundan kaynak ölçüm cihazına ve bir kontrol bilgisayarına bağlayın. NOT: Deneme sırasında gerginliği azaltmak ve titreşimleri en aza indirmek için bağlantı kablolarını dikkatlice yerleştirin.</li>
	<li>TEM hazne basıncının 4e-5 Torr'a düşmesini bekleyin ve ardından ODAK, astigmate ve TEM kontrol düğmelerini kullanarak elektron ışınını lamel yüzeyinin bir kesitine hizalayın.</li>
	<li>Farklı sapma gerilimlerinde voltaj süpürmeleri veya sabit voltaj uygulayın ve TEM mikro grafiklerini yerinde toplayın. NOT: Kırınım desenleri, elektron kırınımı X-ışını spektroskopisi (EDX) ve elektron enerji kaybı spektroskopisi (EELS) haritalaması ile ilgili veriler de yerinde farklı sapma gerilimlerinde toplanabilir.</li>
</ol>

<ol><li>Kozma, R., Pino, R. E., Pazienza, G. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKozma%2C+R+%22Advances+in+Neuromorphic+Memristor+Science+and+Applications%22">Advances in Neuromorphic Memristor Science and Applications</a>. Kozma, R., Pino, R. E., Pazienza, G. E. , Springer. Netherlands. 9-14 (2012).</li>
<li>Pan, F., Gao, S., Chen, C., Song, C., Zeng, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+progress+in+resistive+random+access+memories%3A+Materials%2C+switching+mechanisms%2C+and+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering%3A+R%3A+Reports%22%5BJournal%5D)">Recent progress in resistive random access memories: Materials, switching mechanisms, and performance.</a> Materials Science and Engineering: R: Reports. 83, 1-59 (2014).</li>
<li>Zhou, Y., Ramanathan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mott+Memory+and+Neuromorphic+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+IEEE%22%5BJournal%5D)">Mott Memory and Neuromorphic Devices.</a> Proceedings of the IEEE. 103 (8), 1289-1310 (2015).</li>
<li>Nirantar, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Nanostructural+Analysis+of+Volatile+Threshold+Switching+and+Non-Volatile+Bipolar+Resistive+Switching+in+Mixed-Phased+a-VOx+Asymmetric+Crossbars%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Electronic+Materials%22%5BJournal%5D)">In Situ Nanostructural Analysis of Volatile Threshold Switching and Non-Volatile Bipolar Resistive Switching in Mixed-Phased a-VOx Asymmetric Crossbars.</a> Advanced Electronic Materials. 5 (12), 1900605(2019).</li>
<li>Rupp, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+threshold+and+bipolar+resistive+switching+mechanisms+in+reactively+sputtered+amorphous+undoped+and+Cr-doped+vanadium+oxide+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Different threshold and bipolar resistive switching mechanisms in reactively sputtered amorphous undoped and Cr-doped vanadium oxide thin films.</a> Journal of Applied Physics. 123 (4), 044502(2018).</li>
<li>Ahmed, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inducing+tunable+switching+behavior+in+a+single+memristor%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Materials+Today%22%5BJournal%5D)">Inducing tunable switching behavior in a single memristor.</a> Applied Materials Today. 11, 280-290 (2018).</li>
<li>Nili, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+Resistive+Switching+in+Amorphous+Perovskite+Oxide+%28a-SrTiO3%29+Memristors%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Nanoscale Resistive Switching in Amorphous Perovskite Oxide (a-SrTiO3) Memristors.</a> Advanced Functional Materials. 24 (43), 6741-6750 (2014).</li>
<li>Ahmed, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent+amorphous+strontium+titanate+resistive+memories+with+transient+photo-response%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Transparent amorphous strontium titanate resistive memories with transient photo-response.</a> Nanoscale. 9 (38), 14690-14702 (2017).</li>
<li>Reuhman-Huisken, M. E., Vollenbroek, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+optimized+image+reversal+process+for+half-micron+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Microelectronic+Engineering%22%5BJournal%5D)">An optimized image reversal process for half-micron lithography.</a> Microelectronic Engineering. 11 (1), 575-580 (1990).</li>
<li>Taha, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insulator-metal+transition+in+substrate-independent+VO2+thin+film+for+phase-change+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Insulator-metal transition in substrate-independent VO2 thin film for phase-change devices.</a> Scientific Reports. 7 (1), 17899(2017).</li>
<li>Booth, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlating+the+Energetics+and+Atomic+Motions+of+the+Metal-Insulator+Transition+of+M1+Vanadium+Dioxide%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Correlating the Energetics and Atomic Motions of the Metal-Insulator Transition of M1 Vanadium Dioxide.</a> Scientific Reports. 6, 26391(2016).</li>
<li>Lee, S., Ivanov, I. N., Keum, J. K., Lee, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epitaxial+stabilization+and+phase+instability+of+VO2+polymorphs%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Epitaxial stabilization and phase instability of VO2 polymorphs.</a> Scientific Reports. 6, 19621(2016).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Bu makalede, cihaz için imalat süreci de dahil olmak üzere iletim elektron mikroskopisi ile yerinde önyargı, taraflı talaş montajı için gridbar tasarımı, önyargılı çip üzerine lamel hazırlama ve montaj ve yerinde önyargılı TEM protokolleri açıklanmaktadır.
Çapraz çubuk yapılarına kadar kolayca ölçeklendirilebilen çapraz noktalı cihazların imalat metodolojisi açıklanmıştır. Vanadium oksitin ti kapaklanması, amorf vanadium oksiti dahil etmek için gereklidir, çünkü bir-VOx...

Direnç değişim oksit bellekleri, uyumlu anahtarlama hızı, daha küçük hücre yapısı ve yüksek kapasiteli üç boyutlu (3D) çapraz çubuk dizilerinde tasarlanma yeteneği nedeniyle yeni bellek ve mantık mimarileri için yapı taşı olarak giderek daha fazla kullanılmaktadır1. Bugüne kadar, dirençli anahtarlama cihazları için birden fazla anahtarlama türü bildirilmiştir2,3. Metal oksitler için yaygın anahtarlama davranışları tek kutuplu, bipolar, tamamlayıcı dirençli anahtarlama ve uçucu eşik anahtarlamadır. Karmaşıklığa ek olarak, tek hücrenin çok işlevli dirençli anahtarlama performansının yanı sıra4,5,6gösterdiği bildirilmiştir.
Bu değişkenlik, farklı bellek davranışlarının kökenlerini anlamak için nanoyapısal araştırmalara ve pratik yardımcı program için açıkça tanımlanmış duruma bağlı anahtarlama geliştirmek için ilgili anahtarlama mekanizmalarına ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir. Anahtarlama mekanizmalarını anlamak için yaygın olarak bildirilen teknikler, X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS)7,8, nano ölçekli ikincil iyon kütle spektroskopisi (nano-SIMS)6,tahribatsız fotolüminesans spektroskopisi (PL)8,cihazların fonksiyonel oksit kalınlığının farklı boyut ve kalınlığında elektriksel karakterizasyon, nanoindentasyon7, iletim elektron mikroskopisi (TEM), enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi (EDX) ve tem odasında kesitsel lamel üzerinde elektron enerji kaybı spektroskopisi(EELS) 6,8. Yukarıdaki tüm teknikler anahtarlama mekanizmaları hakkında tatmin edici içgörüler sağlamıştır. Bununla birlikte, tekniklerin çoğunda, tüm anahtarlama davranışını anlamak için bozulmamış, elektroformlanmış, ayarlanmış ve sıfırlama cihazları da dahil olmak üzere analiz için birden fazla örnek gereklidir. Bu deneysel karmaşıklığı arttırır ve zaman alıcıdır. Ayrıca, hata oranları yüksektir, çünkü bir cihazda birkaç mikron boyutunda bir alt ölçek filamenti bulmak zordur. Bu nedenle, in situ deneyleri, gerçek zamanlı deneylerde kanıt sağladıkları için çalışma mekanizmalarını anlamak için nanoyapısal nitelemelerde önemlidir.
Sunulan metal-yalıtkan-metal (MIM) asimetrik dirençli anahtarlama çapraz-nokta cihazları yığınları için elektrik yanlılığı ile yerinde TEM yürütmek için bir protokoldür. Bu protokolün birincil amacı, bir odak iyon ışını (FIB) kullanarak lamel hazırlama için ayrıntılı bir metodoloji sağlamak ve TEM ve elektrik yanlılığı için yerinde deneysel kurulum sağlamaktır. Süreç, karışık fazlı amorf vanadium oksit ( a -VOx)4'e dayanan asimetrik çapraz nokta cihazlarının temsilibirçalışması kullanılarak açıklanmaktadır. Ayrıca, standart mikro nano fabrikasyon prosesleri kullanılarak kolayca çapraz çubuklara kadar ölçeklendirilebilen bir-VOxiçeren çapraz nokta cihazlarının imalat süreci de sunulmaktadır. Bu imalat işlemi, suda çözünen bir-VOx çapraz çubuklarına dahil olduğu için önemlidir.
Bu protokolün avantajı, sadece bir lamel ile, en az üç cihazın veya lamellerin gerekli olduğu diğer tekniklerden farklı olarak TEM'de nanoyapısal değişikliklerin gözlemlenebilmesidir. Bu, süreci önemli ölçüde basitleştirir ve gerçek zamanlı operasyonlardaki nanoyapısal değişikliklerin güvenilir görsel kanıtını sağlarken zaman, maliyet ve çabayı azaltır. Ek olarak, standart mikro-nano imalat süreçleri, mikroskopi teknikleri ve aletleri ile yeniliklerini oluşturmak ve araştırma boşluklarını gidermek için yenilikçi yollarla tasarlanmıştır.
Burada bir-VOxtabanlı çapraz nokta cihazları için açıklanan temsili çalışmada, yerinde TEM protokolü, apolar ve uçucu eşik anahtarlama4arkasındaki anahtarlama mekanizmasını anlamaya yardımcı olur. Yerinde önyargı sırasında bir-VOx'teki nanoyapısal değişiklikleri gözlemlemek için geliştirilen süreç ve metodoloji, sadece lamel montaj çipini değiştirerek ve metal yalıtımlı metal sandviçli bir yapıda iki veya daha fazla fonksiyonel malzeme katmanı da dahil olmak üzere diğer malzemelere kolayca yerinde sıcaklığa ve yerinde sıcaklığa ve önyargıya kadar genişletilebilir. Alttaki çalışma mekanizmasının ortaya olmasına ve elektriksel veya termal özelliklerin açıklanmasına yardımcı olur.

<table><tbody><tr><td>Direnç işleme sistemi</td><td>EV grubu</td><td>EVG 101</td><td></td></tr><tr><td>Aseton</td><td>Chem-Supply</td><td>AA008</td><td></td></tr><tr><td>Önyargı Çipi - E-çip</td><td>Protochips</td><td>E-FEF01-A4</td><td></td></tr><tr><td>Geliştirici</td><td>MMRC</td><td>AZ 400K</td><td></td></tr><tr><td>Elektron ışını evaporatörü - PVD 75</td><td>Kurt J Leskar</td><td>PRO Line - eKLipse</td><td></td></tr><tr><td>Odaklanmış İyon ışın sistemi</td><td>Thermo Fisher - FEI</td><td>Scios DualBeamTM sistemi</td><td></td></tr><tr><td>Sıcak tabaklar</td><td>Brewer Science Inc.</td><td>1300X</td><td></td></tr><tr><td>Magnetron Sputterer</td><td>Kurt J Leskar</td><td>PRO Çizgi</td><td></td></tr><tr><td>Maskesi hizalayıcı</td><td>Karl Suss</td><td>MA6</td><td></td></tr><tr><td>Maskesiz Hizalayıcı</td><td>Heildberg aletleri</td><td>MLA150</td><td></td></tr><tr><td>Metanol</td><td>Fisher scientific</td><td>M/4056</td><td></td></tr><tr><td>Fototresist</td><td></td><td>MMRC AZ 5412E</td><td></td></tr><tr><td>E-ışını e-ışını evaporatör</td> <td>için Pt kaynağıUnicore</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fusion E-çip tutucu</td><td>Protochips E-ışını e-ışını</td> evaporatörü için <td>Fusion 350</td><td></td></tr><tr><td>Ti kaynağı</td><td>Unicore</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Transmisyon Elektron Mikroskobu</td><td>JEOL</td><td>JEM 2100F</td><td></td></tr></tbody></table>

karışık fazlı a -vox'e dayalı asimetrik Çapraz Çubukların Önyargılı ve İmalatlı yerinde İletim elektron mikroskopisi

In Situ Transmission Electron Microscopy with Biasing and Fabrication of Asymmetric Crossbars Based on Mixed-Phased a-VOx

Dirençli anahtarlamalı çapraz çubuk mimarisi, düşük maliyetli ve yüksek yoğunluklu faydalar nedeniyle dijital bellekler alanında oldukça arzu edilir. Farklı malzemeler, kullanılan malzemenin içsel yapısı nedeniyle dirençli anahtarlama özelliklerinde değişkenlik gösterir ve alttaki çalışma mekanizmaları nedeniyle alanda tutarsızlıklara yol açmaktadır. Bu, nanoyapısal gözlemleri kullanarak mekanizmaları anlamak için güvenilir bir tekniğe duyulan ihtiyacı vurgulamaktadır. Bu protokolde, iletim elektron mikroskopisi (TEM) kullanılarak elektriksel sapma sonucu in situ nanoyapı analizinin ayrıntılı bir süreci ve metodolojisi açıklanmaktadır. Gerçek zamanlı bellek işlemlerinde altta kalan nanoyapısal değişikliklerin görsel ve güvenilir kanıtlarını sunar. Ayrıca amorf vanodyum oksit içeren asimetrik çapraz çubuk yapılar için imalat ve elektriksel karakterizasyon metodolojisi de dahildir. Vanadium oksit filmler için burada açıklanan protokol, metal-dielektrik-metal sandviç yapıdaki diğer malzemelere kolayca uzatılabilir. Dirençli anahtarlama çapraz çubuklarının, çalışma mekanizmalarının anlaşılması göz önüne alındığında, yeni nesil bellek cihazları için programlanabilir mantık ve nöromorfik devrelere hizmet ettiği öngörülmektedir. Bu protokol, her türlü dirençli anahtarlama malzemesinde anahtarlama mekanizmasını güvenilir, zamanında ve uygun maliyetli bir şekilde ortaya koyar ve böylece cihazın uygulanabilirliğini tahmin eder.

a-VOx çapraz nokta cihazları için bu protokol kullanılarak elde edilen sonuçlar Şekil 8'de açıklanmıştır. Şekil 8A bozulmamış lamel TEM mikrografisini göstermektedir. Burada kırınım desenleri (inset) oksit filminin amorf doğasını gösterir. Yerinde TEM ölçümleri için alt elektrot (BE) pozitif taraflı ve üst elektrot (TE) topraklanmış olarak 20 mV adımda 25 mV'dan başlayarak 8 V'ye kadar kontrollü gerilimler uygulanmıştır. <strong clas...

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

Resistive switching crossbar architecture is highly desired in the field of digital memories due to low cost and high-density benefits. Different ...

Bu protokolde, aslında suda çözünen amorf vanadyum oksit içeren çapraz noktalı cihazların üretim sürecini gösteriyoruz. Ayrıca, bu protokol, önyargılama işlemleri sırasında nano-yapısal değişiklikler hakkındaki anlayışımızı geliştirmemize yardımcı olur. Bu protokol, cihaz yanlılığı ile ilgili nano yapısal değişikliklerin görsel bir analizine izin verir ve yüksek vakumla uyumlu herhangi bir metal-yalıtkan-metal cihaz yapısına genişletilebilir. Bu protokol, cihaz içinde meydana gelen atomik seviye değişikliklerini ortaya çıkarmak için yerinde sıcaklık veya sıcaklık ve birlikte önyargılı analiz yapmak için kolayca genişletilebilir. Çapraz noktalı cihazın elektrodunun altını fotorezist ile modellemek için, önce fotorezisti dakikada 3000 devirde gofret üzerine döndürün, ardından 95 santigrat derecede 60 saniye yumuşak pişirmeden önce. Ardından, cihazı santimetre kare başına 25 milijoule'ye maruz bırakmak için 405 nanometre lazer kullanın ve 120 saniye boyunca 120 santigrat derecede pişirin. Cihazı santimetre kare başına 21 miliwatt ile sele maruz bırakmak için 400 nanometre lazer kullanın ve deseni geliştirmek için geliştiriciyi kullanın. Cihazı deiyonize su ile durulayın ve birinci katmandaki alt tabaka desenine 10 nanometre titanyum ve 100 nanometre platin biriktirmek için fiziksel bir buhar biriktirme sistemi kullanın. Biriken metalleri çıkarmak için, iki dakika boyunca ultrasonik titreşimler uygulamadan ve aseton ve izopropil alkol ile durulamadan önce alt tabakayı yaklaşık 20 dakika boyunca bir aseton banyosuna yerleştirin. Temiz desenli gofretler elde edilene kadar işlemi tekrarlayın. Amorf vanadyum oksidin ikinci katmanını ve üçüncü katmanı 20 nanometre titanyum ve 200 nanometre platin ile elektrotun üstüne desenlemek için aynı fotolitografiyi veya desenleme işlemini tekrarlayın. Kutuplama çipinin montajı için, önce çipi asetonla doldurulmuş bir cam Petri kabında iki dakika boyunca hafifçe döndürerek temizleyin. Yıkadıktan sonra, talaşı düşük basınçlı nitrojen ile kurumadan önce iki dakikalık ek bir dönüş için metanolle doldurulmuş bir Petri kabına aktarın. Kurutulmuş önyargı çipini ızgara çubuğunun kare hendeklerine hizalayın ve ızgara kapağını kutuplama çipine sabitlemek için vidaları kullanın, bu da e-çipin ızgara çubuğuna yerleştirilmesini sonlandırın. Kutuplama çipini lamel ile monte etmek için, yeni hazırlanmış numuneyi metal bir saplama üzerine monte etmek için iletken karbon bant kullanın ve saplamayı bir Odaklanmış İyon Işını odasına yükleyin. Şarj sorunlarını önlemek için topraklama için numuneye ek bant uygulayın ve önyargı çipine monte ızgara çubuğunu hazneye 52 derecelik bir açıyla yükleyin. Elektron demetini bir numune yüzeyi üzerinde odaklamak ve hizalamak için mikroskop fiziksel kontrol panelini ve yazılımını kullanın ve odaklanılan numune konumunun ösentrik yüksekliğini ve elektron ve iyon demetleri için ışın çakışmasını kontrol edin. Programı odaklanmış örnek konumunda çalıştırmak için AutoTem programına tıklayın ve çapraz referans hizalama işaretçileri oluşturmak için silikon frezelemeyi kullanın. Hizalama işaretleri arasındaki 20/5 mikrometre alanı üzerine 1,5 mikrometre kalınlığında bir karbon koruyucu tabaka yerleştirin ve karbon koruyucu tabakanın her iki tarafındaki hendekleri frezelemek için 5 nanoangstrom ışın akımı kullanın. 1 mikrometre kalınlığa ulaşmak için lamelleri sonraki 1 nanoangstrom ve 300 picoangstrom iyon ışını akımlarıyla inceltin. Alt tabakadan ayırmak için lamel üzerinde bir J kesimi yapmak için numuneyi yedi dereceye kadar eğin. Lamelleri manipülatör iğnesine takmak için, numuneyi sıfır dereceye eğin ve lamelleri iğneye tutturmak için platin kullanın. Mikro manipülatöre taktıktan sonra, lamelleri alt tabakadan ayırmak için son bir kesim kullanın ve mikro manipülatörü yavaşça geri çekin. Işını, ızgara çubuğundaki kutuplama çipinin üst kenarına odaklayın ve lameli yavaşça kutuplama çipine doğru getirmek için iğneyi kullanın. Önyargı çipinin üst kenarındaki 17 mikrometrelik boşluğun ortasındaki lamelleri hizalayın ve boşluğu çip yüzeyine zar zor değene kadar yavaşça aşağı doğru hareket ettirin. Lamelin alt kenarlarını çipe kaynaklamak için platin kullanın ve mikro manipülatörü lamelden ayırmak için Silikon frezeleme kullanın. Mikro manipülatörü geri çekin ve platin izleri olan lamelin üst kenarlarını kutuplama çipinin iki elektrotuna bağlayın. Paralel yüzler ve homojen bir kalınlık sağlamak için numuneyi öne ve arkaya iki derece eğin. Lamelin orta bölgesini 100 nanometreden daha az kalınlığa kadar inceltmek için ardışık 300 picoangstrom ve 100 picoangstrom ışını kullanın. Her iki yüzdeki yüzeye beş derecelik bir açıyla beş kilovoltluk galyum ışını hızlandırma voltajı ile iyon ışını hasarlı tabakayı cilalayın ve cihazın üst ve alt elektrotları arasındaki kısa bağlantıyı çıkarmak için inceltilmiş bölgede izolasyon kesimleri kullanın aktif bölge boyunca alttan üst elektrota bir akım yolu oluşturmak için. Ardından, kutuplama çipini lamel ile kutuplama çipi tutucusuna monte edin ve kutuplama çipi tutucusunu İletim Elektron Mikroskobu odasına yükleyin. Yerinde Transmisyon Elektron Mikroskobu Görüntüleme için, kutuplama çipi tutucusundan gelen kabloları kaynak ölçere ve bir kontrol bilgisayarına dikkatlice bağlayın. Transmisyon Elektron Mikroskobu odası basıncı istenen değere düştüğünde, elektron demetini lamel yüzeyinin bir kesitine odaklamak ve hizalamak için Transmisyon Elektron Mikroskobu kontrol düğmelerini kullanın ve Transmisyon Elektron Mikroskobu mikrograflarını yerinde toplayarak voltaj taramaları uygulayın. Önyargı uygulaması sırasında lamel içinde meydana gelen yerinde nano-yapısal değişiklikler daha sonra gözlemlenebilir. Bu görüntüde, sağlam lamelin temsili bir Transmisyon Elektron Mikroskobu mikrografı gözlemlenebilir. İç kısımdaki kırınım desenleri, oksit filmin amorf doğasını gösterir. Dört voltta, oksit tabakasında lokalize bir kristal bölge oluşur. Bu analizde, d-aralığı, vanadyum oksit M1 fazının 011 düzlemine karşılık gelen 0.35 nanometre idi. Beş voltta, oksit içinde substrata göre farklı yönlere yönlendirilmiş çok sayıda lokalize kristal adası gözlemlenebilir. Vanadyum oksit A fazına karşılık gelen 0.27 nanometrelik bir d-aralığı ve vanadyum oksit M0.26 fazına karşılık gelen 1 nanometrelik bir d-aralığı belirgindir. Altı voltta, hareli

in-situ-transmission-electron-microscopy-with-biasing-fabrication

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Burada, viral kompleksleri bir iletim elektron mikroskobu kullanarak nanometre çözünürlüğünde sıvı olarak görüntüleme prosedürünü açıklıyoruz.

Yerinde Sıvıda Biyolojik Montajlar TEM

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

Büyük ölçekli 2D elektron mikroskobu (EM) veya nanotomi, nano ölçekli çözünürlüklü EM'nin doku çapında uygulamasıdır. Burada, zebra balığı larva beynini sağlıkta ve non-invaziv beyin hasarı üzerine araştırmak için uygulanan nanotomi için evrensel bir yöntemi açıklıyoruz.

Sağlıklı ve Yaralı Zebra balığı Beyin büyük ölçekli Tarama Transmisyon Elektron Mikroskobu (Nanotomy)

Bu rapor, kalın biyolojik örneklerin taramalı transmisyon elektron tomografisini gerçekleştirmek için bir numune hazırlama protokolünü ve özel görüntüleme koşullarını açıklar.

Tarama Transmisyon Elektron Tomografi ile hazırlanması ve Kalın Biyolojik Örneklerinin Gözlem

Burada, seri blok yüz ve odaklanmış iyon ışını tarama elektron mikroskobu ile ilgi alanını hedefleyen bir protokolü etkin bir şekilde birleştirmek için bir protokol sıyoruz. Bu, üç boyutlu olarak verimli arama yapılmasına ve geniş bir görüş alanında nadir olayları bulmanızı sağlar.

Seri Blok Yüz ve Odaklanmış Iyon ışını Scan Elektron Mikroskobu Kullanılarak Yapılan Hedefli Çalışmalar

Genetik modifikasyondan sonra tüm hücrelerde mitokondri ve endoplazmik retiplinin dağılımını incelemek için bir protokol sunuyoruz, askorbat peroksidaz 2 ve horserpu peroksidaz boyama da dahil olmak üzere bağıntılı ışık ve hacim Elektron Mikroskopisi kullanılarak aynı bölümde hedef geni olan ve olmayan hücrelerin seri bölümlemesi ve elektron mikroskobu ile seri görüntüleme.

Göreli ışık ve hacim elektron mikroskobu ile mitokondri ve endoplazmik reticulum görüntüleme

Bu protokolün amacı, hücre yapıştırma ve büyümesini kriyo-elektron mikroskopisi için hedeflenen ızgara alanlarına yönlendirmektir. Bu, kullanıcı tarafından belirtilen desenlerde ablated bir anti-kirlenme tabakasının uygulanması ve ardından hücre tohumlamadan önce desenli alanlarda hücre dışı matris proteinlerinin birikmesi ile elde edilir.

Tüm Hücreli Kriyo-Elektron Tomografi İş Akışlarında Doğrudan Hücre Konumlandırmasına Mikropatterning İletim Elektron Mikroskopi Izgaraları

Biz bir transmisyon elektron mikroskobu kullanılarak sıvı yoluyla görüntüleme sağlayan bir kendi kendine yeten bir sıvı hücre, geliştirdik. Sıvılarda nanoparçacıkların Dinamik süreçleri alt nanometre çözünürlükte gerçek zamanlı olarak ortaya çıkabilmektedir.

Sıvı Hücre Transmisyon Elektron Mikroskobu kullanarak Sıvılarda Malzemelerin Dinamik Süreçler Revealing

Çip üstü ara bağlantı yığınlarındaki zamana bağlı dielektrik bozulma (TDDB), mikroelektronik cihazlar için en kritik arıza mekanizmalarından biridir. Bu makale, transmisyon elektron mikroskobunda yerinde bir TDDB deneyinin prosedürünü göstermektedir ve bu, mikroelektronik ürünlerdeki arıza mekanizmasını incelemek için bir olasılık sunar.

Transmisyon Elektron Mikroskobu Situ Zamana bağlı Dielektrik Dağılımı In: Bir imkanı Mikroelektronik aygıtlar Başarısızlık Mekanizması Anlayın

Burada, bir mini-slot kalıp kaplayıcı ve sinkrotron saçılma teknikleri kullanılarak ilgili in-line yapı karakterizasyonu kullanarak organik ince film güneş pilleri imal etmek bir protokol mevcut.

Toplu Heterojonksiyonlar Solar Hücre Baskı İmalatı ve In Situ Morfoloji Karakterizasyonu

Keşfedin, metal-yalıtkan-metal yapılarda yerinde önyargılama sırasında nanoyapısal değişiklikleri iletim elektron mikroskopisi kullanarak analiz etme yöntemini. Bu teknik, direnç anahtarlama çubukları ve nöromimetik donanımlar için önemli uygulamalar sunar.

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

Daha fazla video keşfet