Karakterisering van de Steekproeven die van Nanorod van het Oxyde van het Zink XE-Reeksen de AtoomMicroscopen van de Kracht gebruiken (AFM) door de Systemen van het Park

Besproken Onderwerpen

Ongeveer de Systemen van het Park
Algemene Overwegingen
XE-reeksen het Overzicht van het Systeem
Algemeen Onderzoek van de Steekproeven van ZnO Nanorod
Conclusie

Ongeveer de Systemen van het Park

De Systemen van het Park is de Atoom de technologieleider (AFM) van de Microscoop van de Kracht, die producten verstrekt die de vereisten van alle onderzoek en industriële nanoscaletoepassingen richten. Met een uniek scannerontwerp dat voor de Ware weergave van het niet-Contact in vloeistof en luchtmilieu's toestaat, zijn alle systemen volledig - compatibel systeem met een lange lijst van innovatieve en krachtige opties. Alle systemen zijn ontworpen gemakkelijk-van-gebruik, nauwkeurigheid en duurzaamheid in mening, en voorzien uw klanten van de uiteindelijke middelen voor meetiong alle huidige en toekomstige behoeften.

Opscheppend de langste geschiedenis in de industrie AFM, wordt de uitvoerige portefeuille van de Systemen van het Park van producten, software, de diensten en deskundigheid aangepast slechts door onze verplichting aan onze klanten.

Algemene Overwegingen

Het Oxyde van het Zink (ZnO) - een brede bandgap (eV 3.4) IIVI samenstellingshalfgeleider met een stabiele wurtzite structuur (a = 0.325 NM, c = 0.521 NM) - aanbiedingen enorm potentieel voor elektronische, optoelectronic, en magnetoelectronic apparatentoepassingen. Tot op heden, heeft het intensieve onderzoeksinspanningen voor zijn unieke eigenschappen en veelzijdige toepassingen in transparante elektronika, ultraviolet lichtzenders, piezoelectric apparaten, chemische sensoren en rotatieelektronika aangetrokken. Gebaseerd op zijn opmerkelijke fysische eigenschappen en motivatie van apparatenminiaturisatie, zijn de grote inspanningen geconcentreerd op de synthese, de karakterisering, en de apparatentoepassingen van nanomaterials ZnO. Als dusdanig, zijn een assortiment van nanostructures ZnO, zoals nanowires, nanotubes, nanorings, en nano -nano-tetrapods met succes gekweekt door een verscheidenheid van methodes, met inbegrip van chemische dampdeposito, thermische verdamping, electrodeposition, enz. Deze structuren zijn onderworpen aan elektrovervoer, UVemissie, gas, en ferromangnetic het smeren studies die ontdekken, en de aanzienlijke vooruitgang is geboekt.

Figuur 1. Hexagonally gekweekte ZnO nanorod.

De toepassingsperspectieven op nanostructures ZnO baseren zich grotendeels op de capaciteit om hun plaats, groeperings en verpakkingsdichtheid te controleren. Hebben Verticaal gerichte nanowires/nanorods veelbelovende toepassingen voor de zender van het elektronengebied, verticale transistor, en lichtgevende dioden (LEDs), dus enorme aandacht hebben aangetrokken. Hoewel de verticale groepering van nanostructures ZnO door een elektrisch veld, voor de meeste gevallen kan worden bijgestaan, wordt de groepering gerealiseerd door rooster tussen ZnO en het gebruikte substraat aan te passen. Verscheidene types van epitaxial substraten zijn gebruikt, met inbegrip van saffier, film met een laag bedekte substraten GaN, ZnO, sic, en Si. Hoewel de saffier wijd als epitaxy substraat voor de verticale groei van ZnO nanowires is gebruikt, kan men zien dat GaN een nog betere kandidaat zou kunnen zijn aangezien het een gelijkaardige van het kristalstructuur en rooster constanten aan ZnO heeft. Nanowires die op epilayers GaN wordt gekweekt toonde betere verticale groepering dan die geproduceerd op saffier. Het extra voordeel om GaN als substraatmateriaal in plaats van saffier (en/of op znO-Gebaseerd) aan te wenden rust in het feit dat GaN veel betere elektrische eigenschappen heeft en het is veel gemakkelijker om met additieven worden gesmeerd om p-type materiaal te bereiken.

De Directe metingen van de mechanische, piezoelectrical, optische, en magnetische eigenschappen van individuele nanostructues zijn eerder uitdagend aangezien de traditionele metingsmethodes die voor bulkmateriaal worden gebruikt niet van toepassing zijn. Typisch, zijn de transmissieelektronenmicroscopie (TEM) en de aftastenelektronenmicroscopie (SEM) aangewend om fysieke afmetingen en richtlijn van nanorods/nanowires waar te nemen en te meten. Nochtans, stellen deze conventionele methodes belangrijke beperkingen tentoon. Onder deze zijn ruimteresoluties, de technieken van de steekproefvoorbereiding, hoeveelheid tijd die wordt doorgebracht om gegevens etc. te verzamelen. Bovendien naast informatie over grootte en richtlijn kunnen geen andere fysische eigenschappenkenmerken door zowel TEM als de methodes van SEM worden onderzocht. Anderzijds, biedt de atoomkracht (AFM)microscoop een eenvoudig, efficiënt, en niet destructief alternatief aan niet alleen het onderzoeken mechanische eigenschappen (grootte, richtlijn, elastische eigenschappen, enz.) maar ook elektro en magnetische kenmerken van nano-structuren ZnO.

De Traditionele hulpmiddelen AFM zijn met de kern van het aftastenmechanisme ontworpen die zich op een piezoelectric de buisscanner van XYZ baseren. Als dusdanig, werden de overspraak en het niet lineair zijn inherent gebouwd in dit ontwerp. Het XE-Reeksen aftastensysteem, dat door de Systemen is ontwikkeld van het Park koppelde X-Y en de z-Scanners los en werd geïntroduceerd als volgende generatieAFM ontwerp. Dientengevolge, werd de Ware wijze van het niet-Contact toegelaten.

XE-reeksen het Overzicht van het Systeem

Het XE aftastensysteem is een kerneigenschap die het maximale concurrentievermogen aan de XE-Reeksen AFMs geeft. Scheidt het innovatieve de scannerontwerp van de Systemen van het Park de z-Scanner van de x-y-Scanner, toelatend uitzonderlijke z-Servoprestaties, rechthoekigheid, en aftastennauwkeurigheid.

Figuur 2. Gebaseerd op de Technologie van het Aftasten XE, voorzien de XE-Reeksen AFMs diverse wijzen SPM van opmerkelijke stabiliteit en toepasselijkheid.

De z-Scanner, die de verticale beweging van het uiteinde AFM controleert en fundamenteel is voor het verwerven van de informatie van de oppervlaktemorfologie, wordt volledig losgekoppeld van de x-y-Scanner die een steekproef in de horizontale richtingen van X en van Y beweegt. Van de structuur, verwijderen de XE-Reeksen AFMs achtergrondkromming uit een fundamenteel standpunt, en elimineert effectief de overspraak en niet lineair zijnproblemen die aan conventionele piezoelectric buis gebaseerde systemen AFM intrinsiek zijn.

De z-Scanner wordt ontworpen om een hogere resonerende frequentie te hebben dan conventionele piezoelectric buisscanners. Om deze reden, gestapelde piezoelectric wordt actuator gebruikt voor de z-Scanner met een hoge balanskracht wanneer geschikt voorgeladen. Aangezien de z-Servoreactie van het XE aftastensysteem zeer nauwkeurig is, kan de sonde de steile kromming van een steekproef precies volgen zonder zich het verpletteren of het houden aan de oppervlakte.

In het XE aftastensysteem, is de x-y-Scanner een Lichaam Geleide scanner van de Buiging, die wordt gebruikt om een steekproef in de slechts richtingen van X af te tasten en van Y. De structuur van de buigingsscharnier van de x-y-Scanner waarborgt hoogst orthogonal 2D beweging met minimum uit-van-vlakke motie. Het 2D buigingsstadium van het XE aftastensysteem heeft slechts 1-2 NM van uit-van-vlakke motie voor de aftastenwaaier van 50 µm, in vergelijking met inherente 80 NM door de piezo electrictubescanner van conventionele AFMs over de zelfde aftastenwaaier.

Het symmetrische ontwerp van de buigingsscanner ook maakt mogelijk om veel grotere steekproeven op het steekproefstadium te plaatsen dan normaal door een piezoelectric buistype scanner kon worden aangepast. Voorts laat de symmetrie toe om de scanner evenwichtig te houden zelfs wanneer een steekproef wordt geladen, zodat de dynamica van de x-y-Scanner niet door de steekproefhouder en/of de geladen steekproef wordt vervormd. Aangezien de buigingsscanner slechts zich in de x-y-Richting beweegt, kan het aan veel hogere tarieven (10 Herz ~ 50 Herz) worden afgetast dan mogelijk zou zijn met een standaardAFM.

De XE-Reeks niet alleen bereikt een structurele ontwerpinnovatie die een tendens opbrengt die prestaties AFM plaatsen, maar het brengt ook het overzichtsverbeteringen aan de elektronika. De Elektronika van de Controle XE neemt geavanceerd digitaal schakelschema met van de precisiesoftware en hardware componenten op die hoge snelheid en hoge capaciteitsgegevens - verwerking machtigen, die worden ontworpen om de scanner, de kerneenheid van AFM toe te laten, efficiënte, nauwkeurige en snelle controle te verstrekken, en om de aanwinst van stabiele beelden zelfs voorbij een aftastensnelheid van 10 Herz te vergemakkelijken.

Naast de capaciteit van de hoge snelheidsmeting, controleert de elektronika van XE de beweging precies van het systeem AFM door het closed-loop aftastensysteem, dat onontbeerlijk is om elk extra bezit aan het eigenlijke punt van verbeterde topografische details in kaart te brengen. Alhoewel een systeem AFM gegevens met veelvoudige wijzen kan verwerven, tenzij het systeem de nauwkeurige positie van meting toont, vergt het softwarecorrectie (of kaliberbepaling) om de gegevens in kaart te brengen over de nauwkeurige positie. De Correctie door software gewoonlijk remapping werkt goed wanneer het weergavegebied betrekkelijk klein is, maar closed-loop het aftasten is toepasselijk op om het even welk weergavegebied zonder vervorming.

Algemeen Onderzoek van de Steekproeven van ZnO Nanorod

Getoond in Cijfers 3 bedraagt (a) en 3 (b) de Ware beelden van de de oppervlaktetopografie van het niet-Contact AFM 5 µm x schaal 5 µm van nanorod steekproeven ZnO die op gaN-Gelijkaardige substraten worden gekweekt. Voor de groei GaN, was de saffier het substraat van keus. Deze nanorod specimens ZnO werden door het malplaatje GaN in een oplossing van zinknitraat gekweekt en hexamethyltetramine te plaatsen die bij een temperatuur van 60 °C. wordt gehouden. Zowel verticaal als horizontaal georiënteerd nanorods worden waargenomen. Figuur 3 (a) toont een driedimensionele (3D) mening van het aftastengebied, terwijl Figuur 3 (b) zowel de hoogste van de beeldmening als lijn resultaten van de profielanalyse toont. Gebaseerd op de gegevens van Figuur 3 (b), is de typische hoogte voor de verticaal georiënteerde specimens in 0.3 NM aan 0.6 NM- waaier, terwijl voor het horizontale geval, de lengte in 1.1 µm aan waaier 2.0 µm met diameters tot 1.2 µm is.

Figuur 3 (a)

 

Figuur 3 (b)

Figuur 3. De morfologie van de Oppervlakte bij 5 µm × 5 schaal µm van nanorod steekproeven ZnO die op GaN malplaatjes(a) 3D mening en (b) hoogste mening met de informatie van de lijnanalyse worden gekweekt. Het beeld werd verworven gebruikend hoge aspectverhouding uiteindesondes bij 0.15 Herz met 256 x 256 pixelresolutie.

Figuren 4 (a) en 4 (b) tasten elektronenmicroscopie (SEM)beelden van het zelfde specimen zoals aangetoond in Cijfers 3 (a) en 3 (b) af. De beeldvergrotingen zijn 15,000× voor Figuur 4 (a) en 30,000× voor Figuur 4 (b), respectievelijk. Voor betere weergave, was een de schuine standhoek van de 45 gradensteekproef aangewend. Gelijkaardig aan het AFM weergavegeval, zowel wordt horizontaal als verticaal georiënteerde ZnO nanorods waargenomen met afmetingen in 0.30 NM aan 0.50 NM- hoogte (verticale richtlijn), lengte 1-2 µm (horizontale richtlijn), en tot 1 diameter µm (horizontale richtlijn). Het Overwegen van het feit dat de weergave van SEM bij een de schuine standhoek wordt uitgevoerd van de 45 graadsteekproef, de fysieke nanoroddimensies die op de evaluatie van SEM worden gebaseerd is een zeer dichte gelijke aan de nauwkeurige grootte die direct door AFM onderzoek wordt waargenomen en die in Cijfers 3 (a) en 3 (b) wordt getoond.

Figuur 4 (a)

 

Figuur 4 (b)

Figuur 4. De beelden van de Elektronenmicroscopie van het Aftasten (SEM) Van de nanorod steekproef ZnO die in Cijfers 3 wordt getoond (hoffelijkheid van de Laboratoria van de Klok, Lucent Technologies). De vergroting van het Beeld is 15,000x voor cijfer (a) en 30,000x voor cijfer (b), respectievelijk. Een schuine stand van de 45 gradensteekproef was aangewend.

Conclusie

ééndimensionale (1D) halfgeleidernanostructures, zoals staven, draden, riemen, en buizen hebben veel aandacht de laatste jaren wegens hun unieke eigenschappen en mogelijkheid aangetrokken om hen als bouwstenen voor elektronische, photonic, en leven-wetenschap toepassingen te gebruiken. ZnO is een direct-bandgap-geleide halfgeleider met een grote exciton bindingsenergie, tentoonstellend dichtbij ultraviolette emissie en piezoelectricity, bio-veilig en biocompatibel. Het Intensieve onderzoek is geconcentreerd bij het vervaardigen van ééndimensionale nanostructures ZnO en in het correleren van hun morfologie met hun op grootte betrekking hebbende optische, elektrische, en magnetische eigenschappen. Onder 1D nanostructures, is ZnO nanorods/nanowires wijd bestudeerd wegens hun gemakkelijke vorming en apparatentoepassingen. AFM biedt direct aan, niet destructief, en gemakkelijk om karakteriseringsmethode in werking te stellen, die niet alleen voor nauwkeurige mechanische eigenschappen metingen van nanostructures ZnO toestaat, maar ook verstrekt middelen aan het verbeteren van het fysische eigenschappenonderzoek door geavanceerde aftastende sondewijzen te gebruiken. XE-Reeksen AFM instrumenten die zijn door de Systemen van het Park worden vervaardigd en worden de verdeeld uitgerust met overzichtsmogelijkheden zowel in termen van standaard (d.w.z., mechanisch) en geavanceerde (d.w.z., elektro, magnetisch) opties. Het nieuwste architectuurontwerp van XE-Reeksen hulpmiddelen het bestaan uit van het loskoppelen van X-Y en z-Scanners en voltooiing van het Ware aftasten van het niet-Contact, laat deze instrumenten met een brede waaier van de aftastenparameter en een toepassingenflexibiliteit toe.

Bron: De Systemen van het Park

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve de Systemen van het Park.

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

Last Update: 19. September 2013 12:50

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit