| 0 |
|
Отвечая настоятельным потребностям полупроводниковой индустрии, коллектив исследователей NIST (National Institute of Standards and Technology ) продемонстрировал иглу зонда для атомно-силового микроскопа (atomic force microscope, AFM), изготовленную из почти идеальной нанотрубки нитрида галлия. В статье для Applied Physics Letters показано, что, по сравнению со стандартными кремниевыми или платиновыми аналогами, такое острие зонда обеспечивает ряд преимуществ, имеющих важное значение для выполнения ответственных измерений при производстве микросхем, в нанобиотехнологии и других дисциплинах.
Большой недостаток платиновых зондов заключается в том, что при малейшей деформации острия процедуру калибровки приходится выполнять заново.
Зонд с вершиной из нанопровода имеет интервал между калибровками в 10 раз больше, чем любой коммерческий зонд. Авторы не обнаружили видимых признаков износа даже после десятков сканов, тогда как платина деформировалась с потерей разрешения и калибровки уже после 5-10 сеансов сканирования. За 12 сканов диаметр платинового острия изменился с ~50 до ~150 нм, а нанопровод сохранил первоначальные размеры. Более того, вершина из нитрида галлия показала улучшенную чувствительность и уменьшенную неопределенность в сравнении с коммерческими платиновыми продуктами.
Кроме того, ученые изобрели способ параллельного использования нанопроводного острия в качестве светодиода для освещения сканируемого участка. Это открывает совершенно новое направление в характеризации наноэлектронных материалов и устройств.
Сам по себе AFM регистрирует с нанометровым разрешением топографическую информацию по мере того, как вершина зонда диаметром около 100 нм сканирует поверхность образца. Если же острие при этом непрерывно излучает и принимает микроволновый сигнал, система получает возможность дополнительно регистрировать концентрацию носителей заряда или расположение дефектов в наноматериалах — информация, имеющая огромное практическое значение в производстве микроустройств.
Этот метод, носящий название сканирующей микроволновой микроскопии ближнего поля, прежде никто не пытался реализовать с нанопроводным зондом. Применения же лазера значительно увеличивает габариты микроскопа, а кроме того, световое излучение в таком случае падает на образец под неудобным углом, отбрасывая тени.
Исследователи брали за основу стандартную упругую консоль (кантилевер) от AFM, в которой, после удаления острия, фокусированным пучком ионов высверливали отверстие глубиной в 5 мкм. Затем, используя миниатюрный манипулятор, они отламывали одиночный нанопровод в массиве, выращенном методом молекулярной эпитаксии, опускали его в отверстие и приваривали. В завершение процедуры, провод покрывали тонкими слоями титана (20 нм) и алюминия (200 нм) делая его проводимым для микроволновых сигналов сверху донизу.
В испытаниях на эталонном наборе микроконденсаторов такое острие вдвое превзошло по чувствительности платиновое и вчетверо — кремниевое, а также иглу из нитридгаллиевого нанопровода без покрытия.
На данном этапе изготавливать такие устройства можно только поштучно, однако участники работы ведут поиск путей расширения производства на промышленные масштабы.
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
