Caratterizzazione dei Campioni di Nanorod dell'Ossido di Zinco facendo uso dei Microscopi Atomici della Forza di XE-Serie (AFM) dai Sistemi della Sosta

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Circa i Sistemi della Sosta
Considerazioni Generali
Descrizione del Sistema di XE-Serie
Indagine Generale sui Campioni di ZnO Nanorod
Conclusione

Circa i Sistemi della Sosta

I Sistemi della Sosta è la guida Atomica della tecnologia (AFM) del Microscopio della Forza, fornente i prodotti che indirizzano i requisiti di tutte le applicazioni del nanoscale di industriale e della ricerca. Con una progettazione unica dello scanner che tiene conto la Vera rappresentazione Senza contatto negli ambienti di aria e del liquido, tutti i sistemi sono completamente - compatibili con una lunga lista delle opzioni innovarici e potenti. Tutti I sistemi sono facile-de-uso, accuratezza e la durevolezza progettati in mente e forniscono ai vostri clienti le ultime risorse per meetiong tutti i bisogni presenti e futuri.

Vantandosi la cronologia più lunga nell'industria del AFM, il portafoglio completo dei Sistemi della Sosta dei prodotti, il software, i servizi e la competenza è abbinato soltanto dal nostro impegno ai nostri clienti.

Considerazioni Generali

Ossido di Zinco (ZnO) - un ampio semiconduttore di composto del bandgap (3,4 eV) II-VI con una struttura di solfuro di zinco stabile (a = 0,325 nanometro, c = 0,521 nanometri) - potenziale tremendo di offerte per le applicazioni elettroniche, optoelettroniche e magnetoelectronic dell'unità. Fin qui, ha attirato gli sforzi di ricerca intensivi per i sui beni unici e le applicazioni versatili negli emettitori trasparenti, di elettronica della luce ultravioletta, nelle unità piezoelettriche, in sensori chimici e nell'elettronica della rotazione. Sulla Base delle sue proprietà fisiche notevoli e della motivazione di miniaturizzazione dell'unità, i grandi sforzi sono stati concentrati sulla sintesi, sulla caratterizzazione e sulle applicazioni dell'unità dei nanomaterials di ZnO. Come tale, un assortimento di nanostructures di ZnO, quali i nanowires, nanotubes, nanorings e nano-tetrapodi si sono sviluppati con successo con vari metodi, compreso applicazione a spruzzo chimica, evaporazione termica, la deposizione galvanica, Ecc. Queste strutture sono state sottoposte al trasporto elettrico, all'emissione UV, al gas che percepiscono ed agli studi di verniciatura ferromangnetic ed i progressi considerevoli sono stati raggiunti.

Figura 1. nanorod Esagonale sviluppato di ZnO.

Le prospettive dell'applicazione dei nanostructures di ZnO in gran parte contano sulla capacità di gestire la loro posizione, allineamento e densità di intasamento. Nanowires/nanorods Verticalmente stati allineati hanno domande di promessa di emettitore del campo dell'elettrone, transistor verticale e diodi luminescenti (LED), così hanno attirato l'attenzione enorme. Sebbene l'allineamento verticale dei nanostructures di ZnO possa essere assistito da un campo elettrico, per la maggior parte dei casi, l'allineamento sia realizzato corrispondendo di grata fra ZnO ed il substrato utilizzato. Parecchi tipi di substrati epitassiali sono stati utilizzati, compreso zaffiro, i substrati ricoperti pellicola di ZnO, di GaN, Sic ed il Si. Sebbene lo zaffiro sia stato ampiamente usato come il substrato di epitassia per la crescita verticale dei nanowires di ZnO, può essere veduto che GaN potrebbe essere un candidato ancora migliore poiché ha un simile sistema cristallino e costanti della grata a ZnO. Nanowires sviluppato sui epilayers di GaN ha mostrato il migliore allineamento verticale che quelli prodotti su zaffiro. Il vantaggio supplementare di uso del GaN come materiale del substrato invece di zaffiro (e/o il basati ZnO) riposa nel fatto che GaN ha beni molto meglio elettrici ed in è molto più facili da essere verniciato con i dopant per raggiungere il materiale P tipo.

Le misure Dirette dei beni meccanici, piezoelectrical, ottici e magnetici di diversi nanostructues sono piuttosto provocatorie poiché i metodi tradizionali di misura impiegati per materiale alla rinfusa non si applicano. Tipicamente, la microscopia elettronica di trasmissione (TEM) e la microscopia elettronica di scansione (SEM) sono state impiegate per osservare e misurare le dimensioni fisiche e l'orientamento di nanorods/nanowires. Tuttavia, questi metodi convenzionali esibiscono le limitazioni importanti. Fra questi sono le risoluzioni spaziali, le tecniche del preparato del campione, lasso di tempo speso per raccogliere i dati ecc. Inoltre, oltre ad informazioni sulla dimensione e sull'orientamento non altre caratteristiche delle proprietà fisiche possono essere studiate con sia i metodi di SEM che di TEM. D'altra parte, il microscopio atomico della forza (AFM) offre un'alternativa semplice, efficiente e non distruttiva non solo a studiare i beni meccanici (dimensione, orientamento, beni elastici, Ecc.) ma anche le caratteristiche elettriche e magnetiche delle nano-strutture di ZnO.

Gli strumenti Tradizionali del AFM sono stati progettati con la memoria del meccanismo di scansione che conta su uno scanner piezoelettrico del tubo di XYZ. Come tale, l'interferenza e la non linearità inerentemente sono state sviluppate in questa progettazione. Le XE-serie scandiscono il sistema, che è stato messo a punto dai Sistemi della Sosta ha disaccoppiato il DI X-Y e gli Z-Scanner ed è stato presentato come la progettazione del AFM della generazione seguente. Di conseguenza, il Vero modo Senza contatto è stato permesso a.

Descrizione del Sistema di XE-Serie

Il sistema di scansione di XE è una funzionalità di memoria che dà la competitività alle XE-serie AFMs. La progettazione innovatrice dello scanner dei Sistemi della Sosta separa lo Z-Scanner dallo Di x-y-scanner, permettendo alla Z-Servo prestazione, ortogonalità ed accuratezza eccezionali di scansione.

Figura 2. Basata sulla Tecnologia di Scansione di XE, XE-Serie AFMs fornisce i vari modi di SPM la stabilità e l'applicabilità eccezionali.

Lo Z-Scanner, che gestisce il movimento verticale del suggerimento del AFM ed è fondamentale ad acquisire le informazioni di superficie della morfologia, completamente è disaccoppiato dallo Di x-y-scanner che muove un campione le direzioni in orizzontale di Y e di X. Dalla struttura, le XE-serie AFMs rimuovono la curvatura di sfondo da un punto di vista fondamentale e efficacemente eliminano i problemi della non linearità e di interferenza che sono intrinsechi ai sistemi del AFM basati tubo piezoelettrico convenzionale.

Lo Z-Scanner è destinato per avere un'più alta frequenza di risonanza che gli scanner piezoelettrici convenzionali del tubo. Per questo motivo, un azionatore piezoelettrico impilato è utilizzato per lo Z-Scanner con una forza in opposizione elevata una volta precaricato giustamente. Poiché la Z-Servo risposta del sistema di scansione di XE è molto accurata, la sonda può seguire precisamente la curvatura ripida di un campione senza schiantarsi o attaccare alla superficie.

Nel sistema di scansione di XE, lo Di x-y-scanner è un Organismo scanner Guida di Flessione, che è utilizzato per scandire un campione nelle direzioni di Y e di X soltanto. La struttura della cerniera di flessione dello Di x-y-scanner garantisce il 2D movimento altamente ortogonale con moto minimo dell'fuori de aereo. La 2D fase di flessione del sistema di scansione di XE ha soltanto 1-2 nanometro di moto dell'fuori de aereo per l'intervallo di scansione di µm 50, confrontato ai 80 inerenti nanometro dallo scanner piezo-elettrico del electrictube di AFMs convenzionale sopra lo stessi l'intervallo di scansione.

La progettazione simmetrica dello scanner di flessione egualmente rende possibile collocare i campioni molto più grandi sul campione per mettere in scena che potrebbe essere accomodato normalmente da un tipo piezoelettrico scanner del tubo. Ancora, la simmetria permette a di tenere lo scanner saldato anche quando un campione è caricato, di modo che la dinamica dello Di x-y-scanner non è distorta dal supporto del campione e/o dal campione caricato. Poiché lo scanner di flessione si muove soltanto nella Di x-y-direzione, può essere scandito alle tariffe molto più alte (10 Hertz di ~ 50 Hertz) che sarebbe possibile con un AFM standard.

La XE-serie non solo raggiunge un'innovazione di progettazione strutturale che rende una tendenza che fissa la prestazione del AFM, ma egualmente porta i miglioramenti avanzati all'elettronica. L'Elettronica di Controllo di XE incorpora i circuiti digitali avanzati con il software di precisione e componenti di hardware che autorizzano ad alta velocità e trattamento dell'informazione di capacità elevata, che sono destinate per permettere allo scanner, unità di memoria del AFM, per fornire efficiente, accurato e controllo veloce e facilitare l'acquisizione delle immagini stabili anche oltre una velocità di scansione di 10 Hertz.

Oltre all'abilità ad alta velocità di misura, l'elettronica di XE gestisce precisamente il movimento del sistema del AFM dal sistema a circuito chiuso di scansione, che è indispensabile mappare ogni beni supplementari al punto stesso dei dettagli topografici migliorati. Anche se un sistema del AFM può acquistare i dati con i modi multipli, a meno che il sistema video la posizione esatta della misura, ha bisogno della correzione di software (o della calibratura) di mappare i dati sulla posizione esatta. La Correzione da software che remapping funziona solitamente bene quando l'area della rappresentazione è comparativamente piccola, ma la scansione a circuito chiuso è applicabile su qualsiasi area della rappresentazione senza deformazione.

Indagine Generale sui Campioni di ZnO Nanorod

Come Appare Figure 3 (a) e 3 (b) è Vere immagini Senza contatto della topografia della superficie del AFM 5 al µm x un disgaggio di 5 µm dei campioni del nanorod di ZnO sviluppati sui substrati del tipo di GaN. Per la crescita di GaN, lo zaffiro era il substrato della scelta. Questi esemplari del nanorod di ZnO si sono sviluppati collocando il modello di GaN in una soluzione di nitrato e di hexamethyltetramine dello zinco tenuti ad una temperatura di 60 °C. Sia i nanorods verticalmente che orizzontalmente orientati sono osservati. Figura 3 (a) video una visualizzazione tridimensionale (3D) dell'area di scansione, mentre Figura 3 (b) le manifestazioni entrambe la visualizzazione e la riga superiori di immagine profilano i risultati dell'analisi. Sulla Base dei dati di Figura 3 (b), l'altezza tipica per gli esemplari verticalmente orientati è in 0,3 nanometri - 0,6 intervalli di nanometro, mentre per il caso orizzontale, la lunghezza è nel µm 1,1 - un intervallo di 2,0 µm con i diametri fino a µm 1,2.

Figura 3 (a)

 

Figura 3 (b)

Figura 3. morfologia Di Superficie 5 al disgaggio del µm del × 5 del µm dei campioni del nanorod di ZnO sviluppati sulla visualizzazione 3D dei modelli di GaN (a) e (b) visualizzazione superiore con la riga informazioni di analisi. L'immagine si è acquistata facendo uso di alte sonde del suggerimento di allungamento a 0,15 Hertz con una risoluzione di 256 x 256 pixel.

Figure 4 (a) e 4 (b) sta scandendo le immagini di microscopia elettronica (SEM) dello stesso esemplare secondo le indicazioni di Figure 3 (a) e 3 (b). Gli ingrandimenti di immagine sono 15,000× per le Figure 4 (a) e 30,000× per Figura 4 (b), rispettivamente. Per la migliore rappresentazione, un angolo di inclinazione del campione da 45 gradi è stato impiegato. Simile al caso della rappresentazione del AFM, sia i nanorods orizzontalmente che verticalmente orientati di ZnO sono osservati con le dimensioni in 0,30 nanometri - 0,50 altezze di nanometro (orientamento verticale), lunghezza del µm 1-2 (orientamento orizzontale) e fino a 1 diametro del µm (orientamento orizzontale). Tenendo Conto del fatto che la rappresentazione di SEM è eseguita ad un angolo di inclinazione del campione da 45 gradi, le dimensioni fisiche del nanorod basate sulla valutazione di SEM sono una corrispondenza molto vicina alle dimensioni esatte direttamente osservate tramite ricerca del AFM e come appare Figure 3 (a) e 3 (b).

Figura 4 (a)

 

Figura 4 (b)

La Figura 4. immagini di Scansione di Microscopia Elettronica (SEM) Del nanorod di ZnO campiona come appare Figure 3 (cortesia dei Laboratori di Bell, Lucent Technologies). L'ingrandimento di Immagine è 15,000x per la figura (a) e 30,000x per la figura (b), rispettivamente. Un'inclinazione del campione da 45 gradi è stata impiegata.

Conclusione

i nanostructures unidimensionali a semiconduttore (1D), quali i coni retinici, collegare, fasce e tubi hanno attirato negli ultimi anni molta attenzione dovuto i loro beni e possibilità unici per utilizzarli come particelle elementari per le applicazioni elettroniche, fotoniche e di vita scienza. ZnO è un semiconduttore diretto-bandgap con una grande energia di legame dell'eccitone, esibendo vicino all'emissione ed alla piezzoelettricità ultraviolette, bio--sicuro e biocompatibile. La ricerca Intensiva è stata messa a fuoco sul da costruzione i nanostructures unidimensionali di ZnO e nella correlazione delle loro morfologie con i loro beni ottici, elettrici e magnetici in relazione con la dimensione. Fra i nanostructures 1D, ZnO nanorods/nanowires ampiamente è stato studiato a causa delle loro applicazioni facili dell'unità e di formazione. Il AFM offre un metodo diretto, non distruttivo e facile da operare di caratterizzazione, che non solo tiene conto le misure esatte dei beni meccanici dei nanostructures di ZnO, ma egualmente fornisce i mezzi a migliorare la ricerca delle proprietà fisiche utilizzando i modi avanzati della sonda di scansione. Gli strumenti del AFM di XE-serie fabbricati e distribuiti dai Sistemi della Sosta sono forniti delle capacità avanzate sia in termini di standard (cioè, meccanico) che (cioè, elettrico, magnetico) opzioni avanzate. La più nuova progettazione architettonica delle XE-serie foggia comprendere il disaccoppiamento di DI X-Y e gli Z-Scanner ed il risultato di Vero scansione Senza contatto, permette a questi strumenti con un ampi intervallo di parametro di scansione e flessibilità delle applicazioni.

Sorgente: Sistemi della Sosta

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego i Sistemi della Sosta.

Date Added: Feb 15, 2010 | Updated: Sep 19, 2013

Last Update: 19. September 2013 12:51

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