Реферат- Введение в наноэлектронику. Введение в наноэлектронику. Методы зондовой нанотехнологии. 1 Физические основы зондовой нанотехнологии

• Название: Методы зондовой нанотехнологии. 1 Физические основы зондовой нанотехнологии
• Анкор: Реферат- Введение в наноэлектронику
• Дата: 18.11.2022
• Размер: 3.55 Mb.
• Имя файла: Введение в наноэлектронику.rtf
• Тип: Документы; #796308
• страница: 4 из 15

1.10 Совместное использование лазера и СТМ в нанолитографии

СТМ как литографический прибор имеет некоторые недостатки. Чтобы сообщить туннелирующим электронам энергию, достаточную для модификации молекул резиста, необходимо прикладывать высокое ускоряющее напряжение и поддерживать ток выше некоторого критического значения. Это может привести к нежелательным эффектам, например, разогреву резиста и острия иглы, накоплению заряда в резисте и т.д.

При совместном использовании прецизионного, но маломощного СТМ и мощного лазера с широким пучком на лазер возлагается функция возбуждения молекул резиста, которые затем могут быть легко разрушены под действием туннельного тока.

2. Методы исследования химического состава поверхности

.1 Масс-спектроскопия

Масс-спектрометр является физическим прибором, служащим для разделения ионизированных частиц (атомов, молекул, кластеров) по их массам и зарядам путем воздействия электрическим и магнитным полями. При анализе определяется масса отдельных ионов и относительное их содержание, или спектр масс.

При масс-спректроскопии исследуемое вещество вводится за пределами вакуумной системы, затем в вакуумной системе оно ионизируется и формируется в пучок. Далее в масс-анализаторе происходит сепарация ионов из ионного пучка по величине и фокусировка ионов в небольшом телесном угле. Приемник ионов измеряет ионный ток и преобразует в электрический сигнал, далее этот сигнал усиливается и регистрируется с одновременной фиксацией как ионного тока, так и информации о массе ионов.

Различают статический и динамический типы масс-анализаторов.

В масс-анализаторе статического типа для сепарации ионов используются практически неизменные электрические и магнитные поля. В зависимости от значения ионы движутся по собственным траекториям, что демонстрирует рисунок 4.



Рисунок 4 - Схема статического масс-спектрометра с однородным магнитным полем: - ионный источник; - приемная щель; - область однородного магнитного поля, перпендикулярного к плоскости рисунка; - радиус центральной траектории ионов
В масс-анализаторе динамического типа для разделения ионов используется принцип контроля времени пролета одного расстояния атомами различной массы.

В радиочастотном масс-анализаторе используется принцип синхронизации прохождения сеточных каскадов для ионов определенной массы. Ионы других масс в этих каскадах либо тормозятся полем, либо не получают максимального ускорения, необходимого для прохождения сеток и попадания на коллектор. Радиочастотный масс-анализатор схематически изображен на рисунке 5.



Рисунок 5 - Схема радиочастотного масс-анализатора: 1, 2, 3 - сетки; - расстояние между сетками
Масса ионов, попадающих на коллектор определяется соотношением (8).
,
где - постоянная прибора;

- разгоняющий потенциал, В;

- расстояние между сетками, м;

- частота поля, Гц.

В квадрупольном масс-анализаторе также используется высокочастотное поле для сепарации ионов. На рисунке 6 изображена схема такого анализатора.



Рисунок 6 - Схема квадрупольного масс-анализатора: 1 - ввод пучка ионов; 2 - выходное отверстие; 3 - траектория электронов
Данный анализатор состоит из квадрупольного конденсатора, на две обкладки которого подается постоянное напряжение, а на две другие - ВЧ-напряжение.

На коллектор в данном случае попадают только те ионы, масса которых удовлетворяют условию (9), ионы других масс колеблются в поле и амплитуда их колебаний становится такой, что они достигают обкладок квадрупольного конденсатора и нейтрализуются.

Существуют также магниторезонансный, ионно-циклотронный резонансный масс-анализаторы.