Характеризация Образцов Nanorod Окиси Цинка используя Микроскопы Усилия XE-Серий Атомные Системами Парка

Покрытые Темы

О Системах Парка
Общее Рассмотрение
Обзор Системы XE-Серий
Общее Исследование Образцов ZnO Nanorod
Заключение

О Системах Парка

Системы Парка Атомный руководитель технологии (AFM) Микроскопа Усилия, обеспечивая продукты которые адресуют требования всех исследования и промышленных применений nanoscale. С уникально конструкцией блока развертки которая позволяет для Истинного Внеконтактного воображения в окружающих средах жидкости и воздуха, все системы полно - совместимы с длинномерным списком новаторских и мощных вариантов. Все системы конструированные легк--польза, точность и стойкость в разуме, и обеспечивают ваших клиентов с типичными ресурсами для meetiong все потребности настоящего момента и будущего.

Похваляющся самая длинняя история в индустрии AFM, портфолио Систем Парка всестороннее продуктов, ПО, обслуживания и экспертиза соответствуются только нашим принятием окончательного решения к нашим клиентам.

Общее Рассмотрение

Окись Цинка (ZnO) - широкий сложный полупроводник bandgap (3,4 eV) II-VI с стабилизированной структурой вуртцита (a = 0,325 nm, c = 0,521 nm) - потенциал предложений большущий для электронных, электронно-оптический, и magnetoelectronic применений прибора. Для того чтобы датировать, он привлек интенсивнейшие усилия исследования для своих уникально свойств и разносторонние применения в прозрачных излучателях электроники, ультрафиолетового света, пьезоэлектрических приборах, химических датчиках и электронике закрутки. Основано на своих замечательных физических свойствах и мотивировке миниатюризации прибора, большие усилия были сфокусированы на синтезе, характеризации, и применениях прибора nanomaterials ZnO. Как таковой, ассортимент nanostructures ZnO, как nanowires, nanotubes, nanorings, и nano-tetrapods успешно росся разнообразие методами, включая низложение химического пара, термальное испарение, электросаждение, Etc. Эти структуры подвергались к электрическому переходу, UV излучению, газу воспринимая, и ferromangnetic давая допинг изучениям, и значительный прогресс был достиган.

Диаграмма 1. Шестиугольно, котор росли nanorod ZnO.

Перспективности применения nanostructures ZnO в большинстве полагаются на способности контролировать их плотность положения, выравнивания и упаковки. Вертикально выровнянные nanowires/nanorods имеют перспективнейшие применения для излучателя поля электрона, вертикального транзистора, и светоиспускающих диодов (СИД), таким образом привлекали преогромное внимание. Хотя вертикальное выравнивание nanostructures ZnO может быть помогать электрическим полем, в большинств случаи, выравнивание осуществляно соответствовать решетки между ZnO и использованным субстратом. Несколько типов эпитаксиальных субстратов были использованы, включая сапфир, субстраты GaN, ZnO покрынные фильмом, SiC, и Si. Хотя сапфир широко был использован как субстрат эпитаксии для вертикального роста nanowires ZnO, его можно увидеть что GaN смогло быть выбранным даже лучше в виду того что оно имеет подобную кристаллическую структуру и константы решетки к ZnO. Nanowires, котор росли на эпислоях GaN показало более лучшее вертикальное выравнивание чем те произведенные на сапфире. Дополнительное преимущество использовать GaN как материал субстрата вместо сапфира (и/или ZnO-основано) отдыхает в факте что GaN имеет гораздо лучшее электрические свойства и ем гораздо легке быть данным допинг с dopants для того чтобы достигнуть p-типа материала.

Сразу измерения механически, piezoelectrical, оптически, и магнитных свойств индивидуальных nanostructues довольно трудный в виду того что традиционные методы измерения используемые для кускового материала не применяются. Типично, электронная микроскопия (TEM) электронной просвечивающей микроскопии и скеннирования (SEM) была использована для того чтобы наблюдать и измерять физическими размерами и ориентацией nanorods/nanowires. Однако, эти обычные методы показывают главные ограничения. Среди этих пространственные разрешения, методы подготовки образца, количество времени потраченное для того чтобы собрать данные и так далее. В добавлении, кроме информации на размере и ориентации не другие характеристики физических свойств могут быть расследованы и методами TEM и SEM. С другой стороны, атомный микроскоп усилия (AFM) предлагает простую, эффективную, и алтернативу без разрушения к не только расследовать механически свойства (размер, ориентацию, эластичные свойства, Etc.) но также электрические и магнитные характеристики nano-структур ZnO.

Традиционные инструменты AFM были конструированы с сердечником механизма скеннирования полагаясь на блоке развертки пробки XYZ пьезоэлектрическом. Как таковой, помеха и нелинейность по существу были построены в этой конструкции. XE-серии просматривают систему, которая была начата Системами Парка decoupled XY и Z-Блоки развертки и была введена как конструкция AFM следующего поколени. В результате, Истинный Внеконтактный режим был позволен.

Обзор Системы XE-Серий

Система развертки XE характеристика сердечника которая дает конкурентное превосходство к XE-сериям AFMs. Конструкция блока развертки Систем Парка новаторская отделяет Z-Блок развертки от XY-блока развертки, включающ исключительнейшие представление Z-Сервопривода, ортогональность, и точность развертки.

Диаграмма 2. Основанная на Технологии Скеннирования XE, XE-Серии AFMs обеспечивает различные режимы SPM с выдающими стабилностью и применимостью.

Z-Блок развертки, который контролирует вертикальное движение подсказки AFM и основной к приобретать поверхностные данные по словотолкования, вполне decoupled от XY-блока развертки который двигает образец в направлениях X и Y горизонтальных. От структуры, XE-серии AFMs извлекают погнутость предпосылки от основной точки зрения, и эффектно исключают проблемы помехи и нелинейности которые внутреннеприсущи к обычной пьезоэлектрической основанным пробкой системам AFM.

Z-Блок развертки конструирован для того чтобы иметь более высокую резонирующую частоту чем обычные пьезоэлектрические блоки развертки пробки. Для этой причины, штабелированный пьезоэлектрический привод использован для Z-Блока развертки с высоким пушпульным усилием когда соотвественно поджато. В Виду Того Что реакция Z-Сервопривода системы развертки XE очень точна, зонд может точно следовать крутой погнутостью образца без разбивать или вставлять к поверхности.

В системе развертки XE, XY-блок развертки Тело Направленный блок развертки Сгибания, который использован для того чтобы просмотреть образец в направлениях X и Y только. Структура шарнира сгибания XY-блока развертки гарантирует сильно ортогональное 2D движение с минимальным движением вне--плоскости. 2D этап сгибания системы развертки XE имеет только 1-2 nm из движения вне--плоскости для ряда развертки µm 50, сравненного до своиственные 80 nm piezo блоком развертки electrictube обычного AFMs над этими же ряд развертки.

Симметричная конструкция блока развертки сгибания также делает возможным установить гораздо большле образцы на образце для того чтобы поставить чем смогл нормально быть приспособлено пьезоэлектрическим типом блоком развертки пробки. Furthermore, симметрия позволяет держать блок развертки сбалансировано даже когда образец будет нагружен, так, что динамика XY-блока развертки не будет передернута держателем образца и/или нагруженным образцом. В Виду Того Что блок развертки сгибания только двигает в XY-направление, его можно просмотреть на гораздо высокее тарифах (10 Hz ~ 50 Hz) чем был бы возможен с стандартным AFM.

XE-серия не только достигает структурного конструкторского нововведения которое производит представление AFM установки тенденции, но оно также приносит современные улучшения к электронике. Электроника Управлением XE включает предварительные цифровые сети с ПО точности и аппаратные компоненты которые уполномочивают высокоскоростно и преобразование данных большой емкости, которые конструированы для того чтобы включить блок развертки, блок сердечника AFM, для того чтобы обеспечить эффективную, точно и быстрое управление, и облегчить прием стабилизированных изображений даже за скоростью развертки 10 Hz.

Кроме высокоскоростной способности измерения, электроника XE контролирует движение системы AFM точно системой развертки короткозамкнутого витка, которая непременна для того чтобы отобразить каждое дополнительное свойство к очень пункту увеличенных топографических деталей. Даже если система AFM может приобрести данные с множественными режимами, если система не будет показывать точное положение измерения, для этого нужно коррекция ПО (или тарировка) отобразить данные на точном положении. Коррекция ПО remapping обычно работает хорошо когда зона воображения сравнительно мала, но развертка короткозамкнутого витка применима на любой зоне воображения без искажения.

Общее Исследование Образцов ZnO Nanorod

Показаны в Диаграммах 3 (a) и 3 (b) Истинные Внеконтактные изображения топографии поверхности AFM на 5 µm x маштаб 5 µm образцов nanorod ZnO, котор росли дальше GaN-как субстраты. Для роста GaN, сапфир был субстратом выбора. Эти образцы nanorod ZnO рослись путем устанавливать шаблон GaN в разрешении держат нитрата и hexamethyltetramine цинка, котор на температуре 60 °C. И вертикально и горизонтально ориентированные nanorods наблюдаются. Диаграмма 3 (a) показывает трехмерный взгляд (3D) зоны развертки, пока на Диаграмму 3 (b) показано и верхний взгляд изображения и линию результаты анализа профиля. Основано на данных Диаграммы 3 (b), типичная высота для вертикально ориентированных образцов в 0,3 nm к 0,6 рядах nm, пока в горизонтальный случай, длина в µm 1,1 к ряде 2,0 µm с диаметрами до µm 1,2.

Диаграмма 3 (a)

 

Диаграмма 3 (b)

Диаграмма 3. Поверхностное словотолкование на 5 маштабе µm × 5 µm росли образцов nanorod ZnO, котор на взгляде 3D шаблонов GaN (a) и взгляд сверху (b) с линией данными по анализа. Изображение было приобретено используя высокие зонды подсказки коэффициента сжатия на 0,15 Hz с разрешением 256 x 256 пикселов.

Диаграммы 4 (a) и 4 (b) просматривают изображения (SEM) электронной микроскопии такого же образца как показано в Диаграммах 3 (a) и 3 (b). Увеличения изображения 15,000× на Диаграмма 4 (a) и 30,000× на Диаграмма 4 (b), соответственно. Для более лучшего воображения, был использован угол наклона образца 45 градусов. Подобно к случаю воображения AFM, и горизонтально и вертикально ориентированные nanorods ZnO наблюдаются с размерами в 0,30 nm к 0,50 высотах nm (вертикальной ориентации), длина µm 1-2 (горизонтальная ориентация), и до 1 диаметра µm (горизонтальной ориентации). Принимая Во Внимание факт что воображение SEM выполнено на угле наклона образца 45 градусов, физические размеры nanorod основанные на оценке SEM очень близкая спичка к точным размерам сразу наблюдаемым исследованием AFM и показываемым в Диаграммах 3 (a) и 3 (b).

Диаграмма 4 (a)

 

Диаграмма 4 (b)

Диаграмма 4. Просматривая изображения (SEM) Электронной Микроскопии nanorod ZnO пробует показано в Диаграммах 3 (учтивость Лабораторий Колокола, Lucent Technologies). Увеличение Изображения 15,000x для диаграммы (a) и 30,000x для диаграммы (b), соответственно. Наклон образца 45 градусов был использован.

Заключение

одноразмерные nanostructures полупроводника (1D), как штанги, проводы, поясы, и пробки привлекли много внимания в недавних летах должных к их уникально свойствам и возможности для того чтобы использовать их как строительные блоки для применений электронных, фотонного, и наук о жизни. ZnO непосредственный-bandgap полупроводник с энергией большого экситона binding, показывающ около ультрафиолетов излучения и пьезоэлектричества, био-безопасно и biocompatible. Интенсивнейшее исследование было сфокусировано на изготовлять одноразмерные nanostructures ZnO и в сопоставлять их словотолкования с их размер-родственными оптически, электрическими, и магнитными свойствами. Среди nanostructures 1D, ZnO nanorods/nanowires широко было изучено из-за их легких применений образования и прибора. AFM предлагает сразу, без разрушения, и легко для того чтобы привестись в действие метод характеризации, который не только позволяет для точных измерений механически свойств nanostructures ZnO, но также снабубежит середины увеличивать исследование физических свойств путем использовать предварительные режимы зонда скеннирования. Аппаратуры AFM XE-серий изготовленные и распределенные Системами Парка оборудованы с современный возможностями и оперируя понятиями стандарта (т.е., механически) и выдвинутых (т.е., электрическо, магнитно) вариантов. Самая новая архитектурноакустическая конструкция XE-серий оборудует состоять из decoupling XY и Z-Блоки развертки и достижение Истинной Внеконтактной скеннирования, включают эти аппаратуры с широкими рядом параметра развертки и гибкостью применений.

Источник: Системы Парка

Для больше информации на этом источнике пожалуйста посетите Системы Парка.

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

Last Update: 19. September 2013 12:52

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit