Darstellung und Nano-Maching von Graphene Unter Verwendung des ORIONS PLUS Helium-IonenMikroskop durch Carl Zeiss

Themen Umfaßt

Hintergrund
Aktuelle Techniken Erhältlich für Rüttelndes Graphene
Darstellung und BearbeitungsGraphene Unter Verwendung des ORION®-PLUS von Carl Zeiss
Anwendung
ORION® PLUS Fähigkeiten

Hintergrund

Graphene ist ein einzelnes Atomblatt von Kohlenstoffatomen in der Anordnung, die im Graphit gefunden wird. Die Tatsache, dass sie thermodynamisch stabil ist, da ein einlagiges die Ausnutzung seiner eindeutigen Elektronentransporteigenschaften erlaubt. Insbesondere stellt die zweidimensionalen elektronischen Eigenschaften von graphene das Potenzial für es Funktion als Leiter, Transistor, Quantumspunkt, molekularer Schalter oder andere Einheiten dar. Die seitliche Beschränkung der Schicht ist jedoch zur Veranlassung dieses Verhaltens ausgedrückt zu werden Schlüssel. Es ist auch sehr wichtig, wenn man diese Phänomene Forschung, um die Fähigkeit zu haben zu steuern, basiert auf top-down Auslegungen, in denen das Kopieren im Verhältnis zu den Fühlern und zu den Außenanschlüssen erfolgt ist.

Aktuelle Techniken Erhältlich für Rüttelndes Graphene

Von graphene Gegenwärtig kopieren wird durch Techniken wie STM oder Elektronenstrahllithographie durchgeführt, aber diese leiden unter Durchsatz und prozesskontrollierten Beschränkungen, die die erreichbare Wiederholbarkeit der Zellen begrenzen. Deshalb würde sie attraktiv sein, die notwendigen Zellen mit guter Regelung direkt zu kopieren. Darüber hinaus benötigt eine komplette Lösung auch Darstellung der hohen Auflösung, um die Schnitte zu legen und die Ergebnisse zu überprüfen.

Darstellung und BearbeitungsGraphene Unter Verwendung des ORION®-PLUS von Carl Zeiss

Das ORION® PLUS ermöglicht es beide zum Bild und zu Maschine graphene in einer nahtlosen Operation. Die hohe Auflösung des Mikroskops - ein Weltrekordwert für Oberflächendarstellung bei 0,25 nm - kombiniert mit seiner extremen Oberflächenempfindlichkeit erlaubt die Darstellung von kleinen graphene Merkmalen mit einzelnem Befund der monomolekularen Schicht. Es gibt darüber hinaus einen Nutzen mit dem Heliumionenträger dadurch, dass er graphene leicht maschinell bearbeiten kann. Ein Tief spritzen den Ertrag, geschätzt, um zwischen 0,006 und 0,02 Kohlenstoffatomen pro Heliumion, abhängig von Beispielstärke und Substratflächenbaumuster zu sein, bedeutet, dass Darstellung in einer niedrigeren Dosiseinfuhrüberwachung, während Nano-schuppe Mahlen sicher erfolgt sein kann an der höheren Dosis erfolgt sein kann. Indem es die Ionenoptikkonfiguration zwischen diesen zwei Modi umschaltet, kann man den gesamten Einheitsentstehungsprozeß durchführen: das Interessengebiet kennzeichnen, die Bearbeitungsgeometrie definierend und machen die Schnitte und das Überprüfen des Ergebnisses.

Abbildung 1 zeigt die hohe Oberflächenempfindlichkeit für Darstellung graphene und die Geschwindigkeitsregelung für materiellen Ausbau. Das Bild deckt viel Oberflächendetail über die Probe auf. Ein 500 nm-Bereich in der Mitte dieses Bildes wurde einer höheren Dosis von Heliumionen an 38keV unterworfen. Dieses ermöglichte den Ausbau einer kleinen Menge Materials von der Oberfläche. Inspektion zeigt, wie die Topographie Ebene aber ohne beträchtliches zu mahlen in die Oberfläche gemacht wurde.

Abbildung 1. ORION® PLUS Bild von graphene überlagert (die Stärke nicht bestimmt) das Zeigen der Oberflächenmodifikation. Eine kleine Ionendosis wurde am umrissenen Bereich angewendet. Eine dünne Deckschicht konnte selektiv gelöscht werden.

Abbildung 2 zeigt eine Prägeoperation des kompletten Durchbruches. In diesem Fall wurde eine viel größere Dosis an einem Bereich des Quadrats 100nm angewendet und vollständig machte ein sauberes maschinell bearbeitetes Merkmal die Schichten. Dieses Baumuster der maschineller Bearbeitung ist nicht mit SEM möglich, weil es kein Spritzen gibt. Es ist auch außerhalb der Reichweite traditioneller Gallium FLUNKEREI, die würde zu viel Schaden erstellen und würde auch metallische Verschmutzer in das Merkmal einführen. Da der Spritzungsertrag so niedrig ist, ist es möglich, ein hohes Signal zu erhalten, zu lärmen Bild an den Größenordnungen einer Ionendosis zwei unter, was gefordert wird, um eine einzelne monomolekulare Schicht von graphene zu löschen - Bedeutung, dass Darstellung zur Probe zerstörungsfrei ist. Wir haben durch diesen Prozess die Fähigkeit gezeigt, ein breites Band 20nm in einem einlagigen von graphene - eine Anforderung für die Prüfung von zweidimensionalen Halbleitereigenschaften in diesem Material herzustellen.

Abbildung 2. ORION® PLUS Bild von graphene überlagert das Zeigen des Ionenmahlens. Der kleine quadratische Bereich in der Mitte ist ein Kasten 100nm, der vollständig durch das Material maschinell bearbeitet wird. Die Randschärfe des Kastens zeigt die ausgezeichnete erreichbare Auflösung, die für das Kopieren erzielt werden kann.

Anwendung

Das Hohe Ortsauflösungskopieren von graphene überlagert für Forschung und Erstausführung auf Halbleiter oder den Materialkundegebieten. Dieses ist für die Schaffung von Einheiten von nmabmessungen, die die neuen nützlichen Eigenschaften wegen der Elektronbeschränkung aufweisen.

ORION® PLUS Fähigkeiten

Hohe Auflösung und Oberflächenempfindlichkeit zu Bild graphene Blättern; die Fähigkeit, entweder Darstellung oder Bearbeitungsmodi auszuwählen; kontaminationsfreie Operation.

Quelle: „Nano--Maschinelle Bearbeitung von Graphene im ORION®PLUS“ durch Carl Zeiss

Zu mehr Information über diese Quelle, besuchen Sie bitte Carl Zeiss.

Date Added: Nov 17, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:12

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