Nanowire بالكشف عن عيوب رقاقة

مع نصائح مثالية التوترات الداخلية على المسار الصحيح

تسلسل التلاعب في لحام أسلاك متناهية الصغر إلى مطياف رامان ، تتم مراقبته في المجهر الإلكتروني: أ) يتم كسر أسلاك متناهية الصغر بواسطة مروج السيليكون ويميل إلى رأس الذهب ؛ ب) إن طرف الطيف الذي لا يزال غير المصفى يتلامس مع أسلاك متناهية الصغر ؛ ج) طرف يجلب أسلاك متناهية الصغر في وضع عمودي. د) يتم لحام الحافة والأسلاك النانوية معًا بواسطة حزمة إلكترونية ؛ هـ) تتم إزالة طرف النانو المكرر من المجهر ؛ و) الانتهاء من حامل طرف جاهزة للاستخدام في التحليل الطيفي رامان. © إمبا
قراءة بصوت عال

نتوقع المزيد من أجهزة الكمبيوتر القوية والهواتف المحمولة مع المزيد من الميزات ، ومشغلات MP3 الأصغر. في قلب التكنولوجيا الفائقة توجد رقائق السيليكون مع دوائر صغيرة. للتحقق من جودة الرقائق ، يتم استخدام الطرق البصرية مثل التحليل الطيفي رامان. لقد تحقق العلماء الآن تحسنًا كبيرًا في تقنية التحليل الطيفي. لقد بنوا رأسًا من السيليكون السلكي الذي يجعل الطريقة أكثر دقة 100 مرة. هذا يجعل التغييرات حتى على المستوى الجزيئي - على رقاقة ، على سبيل المثال - مرئية.

{} 1L

دراسة خصائص المواد في نطاق نانومتر هو تخصص لقسم إمبا للمواد وتكنولوجيا النانو الجديد في ثون. يبحث فريق يوهان ميشلر الهيكل الداخلي للمواد الصلبة بمساعدة ما يسمى مطيافا رامان المحسن بطرف: يقوم شعاع الليزر بمسح سطح العينة ويسبب اهتزازات الجزيئات فيه. تمتص الجزيئات بعض الضوء ثم تعيد إشعاعها لاحقًا.

هذا "نثر رامان" فريد من نوعه بالنسبة للعديد من المواد والمواد الكيميائية - بصمة البصمة ، إذا جاز التعبير. من هذا يمكن أن نستنتج ، من ناحية ، ما تتكون منه العينة ؛ من ناحية أخرى ، سواء كانت معيبة أو ما إذا كانت هناك ضغوط ميكانيكية في الداخل.

بقعة الليزر يجعل الجزيئات مرئية

لكن حتى الآن ، واجه باحثون مثل ميشلر وزميله سيلك كريستيانسن من معهد ماكس بلانك في هال مشكلة. من أجل التمكن من اكتشاف الضغوط الميكانيكية في أصغر المكونات أثناء التحليل الطيفي ، يجب تضخيم بقعة الليزر محليًا. والغرض من ذلك هو غيض معدني ، صنعت بشكل مثالي للنانومتر في الحجم والشكل المناسبين - حتى الآن استحالة فنية. لذلك ، لم يكن القياس حساسًا بدرجة كافية للسماح بالتحكم في المواد على مقياس النانومتر ولاكتشاف أفضل عيوب المواد. عرض

لطالما سأل العلماء أنفسهم منذ عقود: كيف يمكنك جعل الجزيئات مرئية بمساعدة أشعة الليزر؟ تصل أطوال الموجات الضوئية لطيف الليزر إلى ميكرون واحد (أو 1000 نانومتر). على النقيض من ذلك ، فإن الجزيئات ليست سوى عدد قليل من نانومتر في الحجم ، وبالتالي لا يمكن جعلها مرئية بشكل فردي عن طريق هذه الموجات الضوئية - أي ، يمكن حلها. عثر على الكيميائي الأمريكي مارتن فليشمان ، وهو نفس الرجل الذي زعم بعد خمسة عشر عامًا ، أنه نجح في تحقيق اندماج نووي بارد في إحدى طرق "التغلب" على الأمواج الضوئية. بينما لا يمكن تكرار الانصهار البارد ويعتبر خيالًا اليوم ، إلا أن تجاربه البصرية أحدثت ثورة في التحليل الطيفي لرامان ، من بين أشياء أخرى.

صفاء الحافة حاسمة

اكتشف فليشمان أن طرفًا دائريًا مطلي بالذهب أو الفضة يزيح الضوء بكفاءة من شعاع الليزر إلى جزيئات أو بلورات. هذا يجعل طريقة رامان أكثر حساسية بكثير. من الناحية النظرية ، حتى الجزيئات الفردية يمكن اكتشافها. في الممارسة العملية ، ومع ذلك ، لا تزال دقة النصائح هي العنصر المحدد للدقة العالية. الذهب رش يصلب في مجموعة متنوعة من الأشكال. نتيجة لذلك ، يختلف الطرف قليلاً في الحجم والشكل في كل مرة.

يقول ميشلر: "تبدو مثل هذه النقطة مثل Matterhorn تحت المجهر الإلكتروني". ومع ذلك ، لتتبع دقة مقياس النانومتر ، مثل كيف يتغير مكون الكتروني دقيق مع مرور الوقت ، يجب أن يكون رأس مؤشر النانو متماثلًا تمامًا. عندها فقط تكون النتائج قابلة للمقارنة.

أسلاك السيليكون مع بقع ذهبية موحدة

الآن طور ميشلير وكريستيانسن طريقة جديدة لتحسين نصائح رامان: يزرعان أسلاك السيليكون مع المقابس الذهبية على لوحة السيليكون. تنمو الأسلاك النانوية مثل ريش العشب في العشب. على عكس العشب ، لا يزيد طولها عن بضعة ميكرونات ، بأقطار تتراوح بين 25 و 500 نانومتر. الأهم من ذلك: جميع الأسلاك لديها طرف الذهب متطابقة تماما. لا توجد علامة على ماترهورن. بدلا من قبة البوندسهاوس.

في المجهر الإلكتروني ، يتم بعد ذلك لحام الأسلاك النانوية إلى حامل. ويوضح ستيفان فلبوش ، اختصاصي أسلاك متناهية الصغر في فريق ميشلر: "هذا يتيح لنا رؤية الأسلاك والتحكم بدقة في مكان وضعها وتجميعها". هو وزميله صموئيل هوفمان يقودان حامل الحامل إلى أحد nanodrives بواسطة عصا التحكم. رعشة قصيرة على عصا التحكم والأسلاك العصي إلى الأعلى. وهو ملحوم بحزم بحزم إلكترونية. الآن يمكن Fahlbusch استخدام غيض للتحليل الطيفي نانو رامان.

مدى حساسية الطريقة الجديدة ، يظهر الاختبار لدى الزملاء في هالي: يتم توجيه الطرف فوق طبقة جزيئية من Malachitgr n. على الرغم من أن جزيئات صبغة واحدة فقط تقع على الدعم ، إلا أنها توفر إشارة رامان واضحة. وبالتالي ، فإن الدقة عالية بما يكفي لقياس ، على سبيل المثال ، التغيرات في الضغط الميكانيكي الداخلي لأشباه الموصلات. هذه هي مهمة لأنها تشير إلى العيوب والأضرار المادية.

الأتمتة كخطوة تالية

تعد طريقة Michler في إنتاج نصائح النانو لطيف رامان خطوة كبيرة إلى الأمام ، خاصة بالنسبة لمشروع نانوهاند في الاتحاد الأوروبي ، حيث تقوم إمبا بإجراء الأبحاث منذ عام 2006 مع شركاء من فرنسا وألمانيا وسويسرا. الهدف هو بناء nanorobot لصناعة أشباه الموصلات. في المستقبل ، يجب أن يكون الروبوت قادرًا على التعامل مع العينات المصغرة على منصة في مجهر الإلكترون المسح الضوئي وتقديم النصائح دون مساعدة من الإنسان.

يمكن أن يؤدي الإنتاج الآلي - وما يرتبط به من تكاليف منخفضة - إلى توسيع مجال تطبيق الأنابيب النانوية ، على سبيل المثال في التحليل الكيميائي. على سبيل المثال ، يمكن أن تستفيد العوامل الإجرامية أو النظافة الصحية في المستشفيات من إمكانات التحلل النانوي إذا قام جزيء واحد من الكوكايين على الغلاف في المستقبل بإدانة المشتبه فيه أو أن بكتريا مميتة واحدة تسبب الحجر الصحي المنقذ للحياة.

(idw - Empa. Research Research and Technology، 16.05.2007 - DLO)