July 18th, 2014
Оксидные наноструктуры открывают новые возможности для науки и техники. Межфазную проводимость между LaAlO3 и SrTiO3 можно контролировать с точностью, близкой к атомной, с помощью метода проводящей атомно-силовой микроскопии. Продемонстрирован протокол создания и измерения проводящих наноструктур на интерфейсах LaAlO3/SrTiO3.
В этом видео мы продемонстрируем шаги, необходимые для создания и измерения проводящих наноструктур на интерфейсах Longen illuminate strontium TITANATE или L-A-O-S-T-O. Первым шагом является получение образцов. Каждый образец состоит из титаната стронция толщиной пять миллиметров на один миллиметр с 3,4 элементарными ячейками Lome illuminate или LAO.
Следующий шаг – фотолитографическая обработка образцов начинается с вращения фоторезиста на образцах со скоростью 600 об/мин в течение пяти секунд, а при 4 000 об/мин в течение 30 секунд – наложение маски для экспонирования нужных областей фотографии. Облучайте образцы светом с яркостью 320 нанометров в течение 100 секунд. Проявите фоторезист и проявитель AZ 400 K в течение одной минуты измельчите образец с помощью аргон-ионной мельницы при напряжении 500 вольт, 10 миллиампер в течение 25 минут.
Чтобы получить глубину фрезерования 15 нанометров, начните процесс напыления постоянным током. Нанесите на образцы четыре нанометра титана и 25 нанометров золота так, чтобы золото вступило в электрический контакт с открытым слоем STO. Для получения информации о конкретных процедурах разбрызгивания, используемых здесь, обратитесь к рукописи.
Следующий шаг – старт. Используйте ультразвуковую промывку для удаления фоторезиста с поверхности образцов. Первый слой после обработки завершен.
В идеале образец должен выглядеть так, чтобы создать второй слой. Повторите шаги с первого по шестой, за исключением четвертого этапа ионного фрезерования. Завершите обработку образцов с помощью плазменной очистки.
Следующим шагом будет скрепление холста проволокой, чтобы подготовиться к нанописьму. Для транспортных экспериментов. Полотно должно быть скреплено проволокой с держателем чипа.
Электрические соединения выполняются между связующими контактными площадками на образце и носителем чипа. Шариковый связующий используется для крепления золотого провода длиной в одну мельницу между электрическими контактами и держателем стружки. После образец установлен на держатель микросхемы и скреплен проводом.
Выглядеть это должно следующим образом. Следующим шагом будет написание наноструктур для использования образцов в эксперименте. Проект наноструктуры разрабатывается в неформальном виде.
Так какой же тип устройства мы должны написать сегодня? Итак, давайте запланируем работу нашего устройства на доске. Как насчет того, чтобы начать с нескольких виртуальных электродов, чтобы установить хороший контакт с интерфейсом?
Итак, вот шесть виртуальных электродов. Я просто рисую, а как насчет основного канала? Окей.Мы можем нарисовать основной канал вертикально через весь холст, а также пару щупящих проводов.
Да, мы также можем поставить полость с двумя разрезами и, возможно, боковой затвор для емкостного соединения с основным каналом. Да, это хорошая идея. Точный дизайн создается с помощью Inkscape, масштабируемого векторного графического редактора с открытым исходным кодом.
Путь и напряжения для проводящего наконечника A FM кодируются в кривых Безье SVG и твердотельных формах. Файл Inkscape на изображении поверхности образца затем указывается в лабораторном виде. Программное обеспечение для FM-литографии.
Программа выполняется, и команды литографии отправляются в микроскоп атомного леса. Прогресс отслеживается с помощью инструмента 3D-визуализации, который имитирует процедуру литографии. Зелеными кривыми обозначены проводящие пути, записанные с положительным напряжением.
Красными линиями обозначены контуры, в которых локально восстанавливается изолирующая фаза. В этом случае вдоль нанопроволоки создается полость в один микрон. Следующим этапом является охлаждение устройства и проведение измерений.
После того, как наноструктуры были записаны, образец извлекается из системы A FM. Во время этого шага следует использовать красные фильтры и/или освещение, чтобы избежать фотовозбуждения носителей, образец устанавливается на блок разведения. Блок разбавления осторожно вставляется в криостат, чтобы гарантировать, что криостат не будет поврежден
.Во время охлаждения сопротивление контролируется, чтобы убедиться, что образец остается проводящим. Как только образец достигнет базовой температуры 50 милликельвинов, можно измерить его сопротивление и транспортировку. В этом устройстве происходит переход от поведения блокады Кула к туннелированию пары Купера к полной сверхпроводимости.
Дифференциальная проводимость здесь получается из полной кривой напряжения тока после численного дифференцирования. После просмотра этого видео у вас должно сложиться полное представление об основных шагах, необходимых для создания проводящих наноструктур на интерфейсах L-A-O-S-T-O.
В данной статье представлен протокол создания и измерения проводящих наноструктур на интерфейсах LaAlO3/SrTiO3 с использованием проводящей атомно-силовой микроскопии. Метод позволяет точно контролировать интерфейсную проводимость, что является важным для прогресса в области оксидных наноструктур.