Weergave en nano-Maching van Graphene Gebruikend ORION PLUS de IonenMicroscoop van het Helium door Carl Zeiss

Besproken Onderwerpen

Achtergrond
Huidige Technieken Beschikbaar voor het Kletteren Graphene
Weergave en het Machinaal Bewerken van Graphene Gebruikend ORION® PLUS van Carl Zeiss
Toepassing
ORION® PLUS Mogelijkheden

Achtergrond

Graphene is één enkel atoomdieblad van koolstofatomen in de regeling in grafiet wordt gevonden. Het feit dat het thermodynamisch stabiel als één enkele laag is staat de exploitatie van zijn unieke eigenschappen van het elektronenvervoer toe. In het bijzonder, stellen de tweedimensionale elektronische eigenschappen van graphene het potentieel voor het voor om als leider, transistor, quantumpunt, moleculaire schakelaar, of andere apparaten te functioneren. De zijbeperking van de laag, echter, is zeer belangrijk aan het veroorzaken van dat dit gedrag worden uitgedrukt. Het is ook zeer belangrijk in het onderzoeken van deze fenomenen om de capaciteit te hebben te controleren, gebaseerd op top-down ontwerpen, waar het vormen in verhouding met sondes en externe aanslutingen wordt gedaan.

Huidige Technieken Beschikbaar voor het Kletteren Graphene

Op dit ogenblik wordt het vormen van graphene verwezenlijkt door technieken zoals STM of elektronenstraallithografie, maar deze lijden aan productie en procesbeheersingsbeperkingen die de uitvoerbare herhaalbaarheid van de structuren beperken. Daarom zou het aantrekkelijk zijn de noodzakelijke structuren met goede controle direct om te vormen. Bovendien vereist een volledige oplossing ook hoge resolutieweergave om de besnoeiingen te plaatsen en de resultaten te verifiëren.

Weergave en het Machinaal Bewerken van Graphene Gebruikend ORION® PLUS van Carl Zeiss

ORION® PLUS maakt het zowel aan beeld als machine graphene in één naadloze verrichting mogelijk. De hoge resolutie van de microscoop - een waarde van het wereldverslag voor oppervlakteweergave bij 0.25 die NM - met zijn extreme oppervlaktegevoeligheid worden gecombineerd staat de weergave van kleine grapheneeigenschappen met toe enige monolayer opsporing. Er is daarnaast een voordeel met de helium ionenstraal waarin het zacht kan machinaal bewerken graphene. Laag sputtert opbrengst, geschat om tussen 0.006 te zijn en 0.02 koolstofatomen per heliumion, afhankelijk van steekproefdikte en substraattype, betekent dat de weergave veilig in een lager dosisregime kan worden gedaan terwijl het nano-schaalmalen bij hogere dosis kan worden gedaan. Door de ionenopticaconfiguratie tussen deze twee wijzen van een knevel te voorzien kan men het volledige proces van de apparatenvorming uitvoeren: identificeert het aandachtsgebied, bepalend de het machinaal bewerken meetkunde, het maken van de besnoeiingen en het inspecteren van het resultaat.

Figuur 1 toont zowel de hoge oppervlaktegevoeligheid voor weergave graphene als de snelheidscontrole voor materiële verwijdering aan. Het beeld openbaart heel wat oppervlaktedetail op de steekproef. Een 500 NMgebied in het centrum van dit beeld werd onderworpen aan een hogere dosis heliumionen bij 38keV. Dit vergemakkelijkte de verwijdering van een kleine hoeveelheid materiaal van de oppervlakte. De Inspectie toont hoe de topografie maar zonder significant malen in de oppervlakte vlak werd gemaakt.

Figuur 1. ORION® PLUS beeld van graphenelagen die (bepaalde niet dikte) oppervlaktewijziging tonen. Een kleine ionendosis werd toegepast op het geschetste gebied. Een dunne oppervlaktelaag kon selectief worden verwijderd.

Figuur 2 toont een volledige verrichting van het doorbraakmalen. In dit geval werd een veel grotere dosis toegepast op een 100nm vierkant gebied, die tot een propere machinaal bewerkte eigenschap maken al manier door de lagen. Dit type van het machinaal bewerken is niet mogelijk met SEM, omdat er geen het sputteren zijn. Het is ook voorbij het bereik van traditioneel gallium LIEGT, dat tot teveel schade zou leiden en ook metaalverontreinigende stoffen in de eigenschap zou introduceren. Aangezien sputter is de opbrengst zo laag, is het mogelijk om een hoog signaal aan lawaaibeeld bij een ionendosis twee grootteordes onder wat te verkrijgen wordt vereist om één enkele monolayer van graphene te verwijderen - betekenend dat de weergave aan de steekproef niet destructief is. Wij hebben door dit proces de capaciteit aangetoond om een 20nm breed lint in één enkele laag van graphene te creëren - een vereiste om tweedimensionale semiconducting eigenschappen in dit materiaal te testen.

Figuur 2. ORION® PLUS beeld van graphenelagen die ionenmalen tonen. Het kleine vierkante die gebied in het centrum is een 100nm doos volledig door het materiaal machinaal wordt bewerkt. De randscherpte van het vakje toont de uitstekende uitvoerbare resolutie aan die voor het vormen kan worden bereikt.

Toepassing

Het Hoge ruimteresolutie vormen van graphenelagen voor onderzoek en prototyping op halfgeleider of materiële wetenschapsgebieden. Dit is voor de verwezenlijking van apparaten van nanometerafmetingen die nieuwe nuttige eigenschappen toe te schrijven aan elektronenbeperking zullen tentoonstellen.

ORION® PLUS Mogelijkheden

Hoge resolutie en oppervlaktegevoeligheid voor beeld graphene bladen; de capaciteit om of weergave of het machinaal bewerken van wijzen te selecteren; besmettingsvrije verrichting.

Bron: „Nano-machinaal bewerkt van Graphene in ORION®PLUS“ door Carl Zeiss

Voor meer informatie over deze bron, te bezoeken gelieve Carl Zeiss.

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

Last Update: 14. June 2013 04:02

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit