توصيف الزنك أوكسيد باستخدام عينات Nanorod XE سلسلة مجاهر القوة الذرية (AFM) من قبل أنظمة بارك

الموضوعات التي تغطيها

حول أنظمة بارك
اعتبارات عامة
XE سلسلة النظام نظرة عامة
العام التحقيق في عينات Nanorod أكسيد الزنك
استنتاج

حول أنظمة بارك

حديقة نظم هو مجهر القوة الذرية (AFM) رائدة في مجال التكنولوجيا ، وتوفير المنتجات التي تلبي متطلبات جميع البحوث والتطبيقات النانوية الصناعية. مع تصميم الماسح الضوئي الفريدة التي تسمح للتصوير غير صحيح في بيئات الاتصال السائلة والهواء ، وجميع الأنظمة متوافقة تماما مع قائمة طويلة من الخيارات المبتكرة والقوية. وقد صممت جميع النظم مع سهولة الاستخدام الدقة والمتانة في الاعتبار ، وتوفر للعملاء الخاص بالموارد meetiong النهائي لجميع الاحتياجات الحالية والمستقبلية.

التفاخر أطول تاريخ في فؤاد والصناعة ، و بارك لأنظمة غير المتطابقة محفظة شاملة من المنتجات والبرمجيات والخدمات ، والخبرة فقط وفقا لالتزامنا لعملائنا.

اعتبارات عامة

أوكسيد الزنك (الزنك) -- وهي ذات فجوة الحزمة واسعة (3.4 فولت) II - VI مجمع اشباه الموصلات مع هيكل wurtzite مستقرة (أ = 0.325 نانومتر ، ج = 0.521 نانومتر) -- إمكانات هائلة للالالكترونية والبصرية الالكترونية ، وتطبيقات جهاز magnetoelectronic. حتى الآن ، فقد استقطب جهود بحثية مكثفة لخصائصه الفريدة وتطبيقات متعددة في مجال الالكترونيات شفافة ، بواعث الأشعة فوق البنفسجية ، وأجهزة كهرضغطية ، وأجهزة الاستشعار الكيماوية والالكترونيات زيادة ونقصان. بناء على خصائصه المادية ملحوظا والدافع من التصغير الجهاز ، وقد تركزت جهود كبيرة على التوليف ، وتوصيف ، وتطبيقات جهاز للمواد متناهية الصغر أكسيد الزنك. على هذا النحو ، قد مجموعة متنوعة من أكسيد الزنك النانو ، مثل أسلاك ، أنابيب ، nanorings ، ونانو tetrapods - نمت بنجاح من قبل مجموعة متنوعة من الطرق ، بما في ذلك ترسيب الأبخرة الكيميائية ، والتبخير الحراري ، الكهربي ، الخ تعرضوا لهذه الهياكل الكهربائية والنقل ، وأحرز للأشعة فوق البنفسجية الانبعاثات ، والاستشعار من الغاز ، والدراسات ferromangnetic المنشطات ، وتقدما كبيرا.

الشكل 1. نمت Hexagonally nanorod أكسيد الزنك.

آفاق تطبيق النانو أكسيد الزنك تعتمد إلى حد كبير على القدرة على التحكم في موقعها ، والمحاذاة وكثافة التعبئة. أسلاك محاذاة عموديا / nanorods واعدة لتطبيقات ميدانية باعث الإلكترون ، والترانزستور العمودي ، والثنائيات الخفيفة (المصابيح) ، وبالتالي جذبت اهتماما هائلا. وإن كان من الممكن أن تساعد المحاذاة العمودية من أكسيد الزنك النانو بواسطة حقل كهربائي ، بالنسبة لمعظم الحالات ، يتم تحقيق المواءمة بين ما يناسبها من أكسيد الزنك وشعرية الركيزة المستخدمة. وقد استخدمت عدة أنواع من ركائز الفوقي ، بما في ذلك الياقوت ، قان ، أكسيد الزنك ركائز الفيلم المغلفة ، وكربيد ، وسي. رغم انه لم يستخدم على نطاق واسع الياقوت الركيزة تناضد للنمو الرأسي من أسلاك أكسيد الزنك ، ويمكن أن نرى أن غان يمكن أن يكون أفضل مرشح لأنه لديها بنية مماثلة الكريستال وثوابت شعرية لأكسيد الزنك. وأظهرت أسلاك نمت على epilayers غان المحاذاة العمودية أفضل من تلك التي تنتج عن ياقوت. ميزة إضافية تتمثل في توظيف غان كمادة التحتية بدلا من (و / أو أكسيد الزنك القائم) الياقوت يكمن في حقيقة أن غان والخواص الكهربائية أفضل بكثير ، وأنه من الأسهل بكثير أن يكون مخدر مع dopants لتحقيق ف نوع المواد.

القياسات المباشرة من الخصائص الميكانيكية ، وكهربائية الإجهاد ، والبصرية ، وmagnetical من nanostructues الفردية بدلا تحديا منذ الطرق التقليدية المستخدمة لقياس المواد السائبة لا تنطبق. عادة ، وقد استخدمت انتقال المجهر الإلكتروني (TEM) والمجهر الإلكتروني (SEM) لمراقبة وقياس الأبعاد المادية والتوجيه من nanorods / أسلاك. ومع ذلك ، فإن هذه الأساليب التقليدية المعرض القيود الرئيسية. من بين هذه القرارات المكانية ، وتقنيات إعداد العينات ، ومقدار الوقت الذي يقضيه في جمع البيانات وهلم جرا. بالإضافة إلى ذلك ، قد بالإضافة إلى معلومات عن حجم واتجاه آخر لا يتم التحقيق في الخصائص الفيزيائية التي كتبها كل من تيم وطرق SEM. من ناحية أخرى ، مجهر القوة الذرية (AFM) يوفر بديلا بسيطة وفعالة ، وغير مدمرة ، ليس فقط لتحقيق الخواص الميكانيكية (الحجم ، والتوجه ، والخصائص elastical ، الخ) ولكن أيضا الخصائص الكهربائية وmagnetical هياكل نانو أكسيد الزنك .

التقليدية فؤاد وقد تم تصميم الأدوات مع جوهر آلية المسح الضوئي التي تعتمد على أنبوب XYZ كهرضغطية الماسح الضوئي. بنيت أصلا مثل ، عبر نقاش وغير الخطي في هذا التصميم. نظام المسح الضوئي XE - السلسلة ، الذي تم تطويره من قبل أنظمة بارك بفصل XY والماسحات الضوئية وZ تم تقديمه على أنه الجيل القادم فؤاد التصميم. ونتيجة لذلك تم تمكين غير صحيح الاتصال واسطة.

XE سلسلة النظام نظرة عامة

نظام المسح الضوئي XE هو السمة الأساسية التي تعطي ميزة تنافسية ل AFMs XE - سلسلة . بارك نظم في تصميم الماسحة الضوئية المبتكرة يفصل Z - الماسح الضوئي من الماسح - XY ، وتمكين أجهزة Z - استثنائية الأداء ، التعامدية ، ودقة الفحص.

الشكل 2. استنادا إلى تقنية المسح XE ، XE سلسلة AFMs توفير وسائط مختلفة مع SPM الاستقرار المعلقة وتطبيقها.

ض الماسح الضوئي ، التي تسيطر على الحركة الرأسية من فؤاد وفصله تماما غيض والأساسية لاكتساب المعلومات مورفولوجيا السطح ، من XY - الماسح الضوئي والتي تتحرك في اتجاهات عينة X و Y الأفقي. من الهيكل ، XE سلسلة AFMs انحناء إزالة الخلفية من الناحية الأساسية ، ويزيل بفعالية المشاكل العابرة للنقاش وغير الخطي ، التي هي جوهرية لأنبوب كهرضغطية التقليدية القائمة فؤاد النظم.

تم تصميم Z - الماسح الضوئي لديها أعلى من تردد الرنين التقليدية الماسحات أنبوب كهرضغطية. لهذا السبب ، يستخدم المحرك مكدسة كهرضغطية لZ - الماسح الضوئي مع قوة دفع سحب عالية عند مناسب قبل تحميلها. لأن استجابة Z - المؤازرة للنظام مسح XE دقيقة جدا ، يمكن للمسبار تتبع بدقة انحناء حاد لعينة من دون ان تتحطم أو العالقة إلى السطح.

في نظام المسح الضوئي XE ، و- XY الماسح الضوئي هو الماسح الهيئة استرشادا الانثناء ، والذي يستخدم لفحص عينة في الاتجاهين X و Y فقط. الهيكل المفصلي الثنية الماسح - XY ضمانات الحركة 2D متعامد عالية مع الحركة خارج الطائرة الحد الأدنى. المرحلة الثنية 2D نظام الفحص XE 1-2 نانومتر فقط من الخروج من الطائرة اقتراح لمسح مجموعة من 50 ميكرون ، مقارنة مع 80 نانومتر المتأصلة بواسطة الماسح الضوئي electrictube بيزو التقليدية من AFMs على نطاق الفحص نفسه.

الماسح الثنية تصميم متناظرة أيضا يجعل من الممكن وضع عينات أكبر من ذلك بكثير على المسرح عينة مما يمكن عادة يتم استيعابها من قبل الماسح الضوئي أنبوب نوع كهرضغطية. علاوة على ذلك ، يمكن للحفاظ على التماثل الماسح متوازن حتى عندما يتم تحميل العينة ، بحيث لا يتم تشويه ديناميات الماسح - XY من قبل صاحب العينة و / أو العينة تحميلها. منذ الماسح الثنية يتحرك فقط في الاتجاه - XY ، يمكن مسحها بمعدلات أعلى من ذلك بكثير (10 هرتز ~ 50 هرتز) من شأنه أن يكون ممكنا مع معيار فؤاد .

وXE سلسلة لا يحقق الابتكار في التصميم الهيكلي التي تعطي الاتجاه الإعداد فؤاد الأداء ، ولكنها تعود أيضا للدولة من بين أحدث التحسينات التي أدخلت على الالكترونيات. التحكم XE إلكترونية تضم الدوائر الرقمية المتطورة مع برنامج الدقة ومكونات الأجهزة التي تمكن السرعة العالية وارتفاع القدرة على معالجة البيانات ، والتي صممت لتمكين الماسح الضوئي ، والوحدة الأساسية لل فؤاد ، وتوفير مراقبة فعالة ودقيقة وسريعة ، وإلى تسهيل الحصول على صور ثابتة حتى بعد فحص سرعة 10 هرتز.

إلى جانب القدرة على سرعة عالية القياس والالكترونيات XE وتسيطر حركة فؤاد النظام بدقة من قبل نظام المسح الضوئي حلقة مغلقة ، والذي لا غنى عنه لتعيين كل خاصية إضافية إلى نقطة جدا من التفاصيل الطوبوغرافية المحسنة. حتى وإن فؤاد النظام يمكن الحصول على البيانات وسائط متعددة ، ما لم يعرض النظام الموضع الدقيق للقياس ، وانها تحتاج الى تصحيح البرنامج (أو المعايرة) إلى بيانات عن الوضع الدقيق الخريطة. تصويب من الخارطه البرنامج يعمل بشكل جيد عندما عادة مجال التصوير صغيرة نسبيا ، ولكنها حلقة مغلقة مسح ينطبق على أي مجال التصوير من دون تحريف.

العام التحقيق في عينات Nanorod أكسيد الزنك

هو مبين في الأرقام 3 (أ) و 3 (ب) هي غير صحيح AFM الاتصال تضاريس سطح الصور على نطاق وميكرومتر 5 × 5 ميكرون من العينات nanorod أكسيد الزنك نمت على ركائز مثل غان. لنمو قان ، وكان الياقوت الركيزة في الاختيار. وقد نمت هذه العينات nanorod أكسيد الزنك عن طريق وضع قالب غان في محلول من نترات الزنك وhexamethyltetramine عقدت في درجة حرارة 60 درجة مئوية. ويلاحظ كل من nanorods عموديا وأفقيا المنحى. الشكل 3 (أ) يعرض ثلاثية الأبعاد (3D) نظرا لمنطقة المسح الضوئي ، في حين أن الشكل 3 (ب) ويظهر كلا من عرض الصور والنتائج الأعلى تحليل الخط الجانبي. استنادا إلى البيانات في الشكل 3 (ب) ، وارتفاع نموذجي لعينات موجهة عموديا نانومتر هو في نطاق 0.3 إلى 0.6 نانومتر ، بينما في الحالة الأفقية ، وطول هي في حدود 1.1 ميكرومتر إلى 2.0 ميكرومتر بأقطار تصل إلى 1.2 ميكرون.

الشكل 3 (أ)

الشكل 3 (ب)

الشكل 3. مورفولوجيا السطح في 5 × 5 ميكرون مقياس ميكرومتر عينات nanorod أكسيد الزنك نمت على القوالب غان (أ) عرض 3D و (ب) عرض المعلومات العلوي مع تحليل الخط. وقد حصلت على صورة عالية باستخدام المسابر طرف الجانب نسبة 0.15 في هرتز مع 256 × 256 بيكسل.

الأرقام 4 (أ) و 4 (ب) المجهر الإلكتروني (SEM) صورا لنفس العينة كما هو مبين في الأرقام 3 (أ) و 3 (ب). لتكبير الصورة هي 15000 × عن الشكل 4 (أ) و 30000 × عن الشكل 4 (ب) على التوالي. لتحسين التصوير ، وكان يعمل على عينة 45 درجة زاوية الميل. على غرار فؤاد قضية التصوير ، ويلاحظ أفقيا وعموديا المنحى nanorods أكسيد الزنك مع الأبعاد في نانومتر 0.30 إلى 0.50 نانومتر الارتفاع (اتجاه عمودي) ، 1-2 ميكرون طول (اتجاه أفقي) ، ويصل قطرها الى 1 ميكرومتر (اتجاه أفقي ). وبالنظر إلى حقيقة أن يتم تنفيذ SEM التصوير بزاوية 45 درجة الميل العينة ، والأبعاد المادية nanorod على أساس تقييم SEM هي مباراة قريبة جدا من أحجام الدقيق لوحظ مباشرة فؤاد التحقيق ويظهر في أرقام 3 (أ) و 3 ( ب).

الرقم 4 (أ)

الرقم 4 (ب)

الشكل 4. مسح المجهر الإلكتروني (SEM) صورا لعينة nanorod أكسيد الزنك هو مبين في الأرقام 3 (مجاملة من مختبرات بيل ، لوسنت تكنولوجيز). تكبير الصورة 15000 x لتحديد الشكل (أ) و 30000 x لتحديد الشكل (ب) على التوالي. استخدمت عينة من 45 درجة الميل.

استنتاج

وقد اجتذبت النانو أشباه الموصلات ذات البعد الواحد (1D) ، مثل قضبان وأسلاك ، والأحزمة ، وأنابيب الكثير من الاهتمام في السنوات الاخيرة بسبب خصائصها الفريدة ، وإمكانية الاستفادة منها لبنات ، الضوئية الالكترونية ، وتطبيقات العلم والحياة. الزنك هو أشباه الموصلات ذات فجوة الحزمة مباشرة مع الطاقة exciton كبيرة ملزمة ، واظهار انبعاث الأشعة فوق البنفسجية القريبة والكهربائية الضغطية ، الحيوية الآمنة وحيويا. وقد تركزت أبحاث مكثفة حول افتعال ذات البعد الواحد ، وأكسيد الزنك النانو في ربط morphologies مع حجمها المتصلة الخصائص الضوئية الكهربائية والمغناطيسية. بين النانو 1D ، تم nanorods أكسيد الزنك / أسلاك درس على نطاق واسع بسبب سهولة تشكيلها وتطبيقات الجهاز. AFM يقدم مباشرة ، وطريقة توصيف غير مدمرة ، وسهولة التشغيل ، والذي لا يسمح فقط لقياس الخصائص الميكانيكية الدقيقة من أكسيد الزنك النانو ، ولكنها توفر أيضا وسيلة لتعزيز التحقيق الخصائص الفيزيائية من خلال استخدام أساليب متقدمة التحقيق المسح. في سلسلة XE - AFM أدوات تصنيعها وتوزيعها من قبل أنظمة حديقة مجهزة للدولة من بين الفن قدرات سواء من حيث معيار (أي والميكانيكية) ومتقدمة (أي والكهربائية والمغناطيسية) الخيارات. أحدث التصاميم المعمارية من الأدوات XE سلسلة تتألف من فصل وXY Z - الماسحات الضوئية وتحقيق المسح غير صحيح الاتصال ، وتمكن هذه الصكوك مع طائفة واسعة ومسح المعلمة المرونة التطبيقات.

المصدر : نظم بارك

لمزيد من المعلومات عن هذا المصدر ، يرجى زيارة أنظمة بارك .