تصويربرداري از ميدان‌هاي کششي نانومقياس با استفاده از روش ميکروسکوپي جديد

يک گروه مشترک از محققان سن سپاستين اسپانيا و موسسه بيوشيمي و فيزيک پلاسما ماکس پلانک (مونيخ آلمان) توانسته‌اند به صورت غيرمخرب و با تفکيک‌پذيري نانومقياس، از ميدان‌هاي کششي نيمه‌رسانا با استفاده از تابش مادون قرمز نقشه‌برداري کنند.

کد خبر: ۱۹۸۳۴

دوشنبه - ۲۱ بهمن ۱۳۸۷ / February 09, 2009

به گزارش گروه علمي و آموزشي «شبکه خبر دانشجو»، اين روش که بر ميکروسکوپي ميدان نزديک استوار است، امکانات جديدي براي تحليل ويژگي‌هاي مکانيکي مواد با کارايي بالا، يا نقشه‌برداري از رسانايي موضعي ابزارهاي الکترونيکي مهندسي شده‌، در اختيار محققان قرار مي‌دهد.

تعيين ميزان کشش در مقياس‌‌هاي کمتر از 100 نانومتر از اهميت بسيار بالايي در اندازه‌گيري‌هاي پيشرفته برخوردار است، زيرا مقدار کشش، به ترتيب تعيين‌کننده ويژگي‌هاي مکانيکي و الکتريکي سراميک‌ها و ابزارهاي الکترونيکي پيشرفته است.

با اين حال، تعيين نقشه کشش به صورتي غيرمخرب و در مقياس نانو، هنوز يک چالش به شمار مي‌رود.

يکي از روش‌هاي نويدبخش براي تعيين نقشه ويژگي‌هاي مواد در مقياس نانومتري، ميکروسکوپي نوري روبشي ميدان نزديک از نوع پراشي (s-SNOM) است.

بخشي از اين گروه تحقيقاتي در استفاده از اين روش متخصص بوده و مي‌توانند ترکيب شيميايي نانوساختارها را مشخص کرده و نقشه رسانايي محلي در نانوابزارهاي نيمه‌رساناي صنعتي را تعيين کنند.

در اين روش از غلظت بالاي نور در نوک يک ميکروسکوپ نيروي اتمي استفاده شده و تصاويري با تفکيک‌پذيري نانومقياس در محدوده فرکانس‌هاي مرئي، مادون قرمز، و تراهرتز به دست مي‌آيد.

بدين ترتيب s-SNOM سد ناشي از ضريب شکست را از طريق طيف الکترومغناطيسي از بين برده و با قدرت تفکيک‌پذيري 20 نانومتري خود، نياز نانوعلم و فناوري نانو را برطرف مي‌سازد.

اين گروه پژوهشي به صورت تجربي کارايي اين روش ميکروسکوپي را در نقشه‌برداري از کشش‌هاي و شکاف‌هاي موضعي نانومقياس نشان داده‌اند، اين کار با فشار دادن يک نوک تيز از جنس الماس روي سطح يک بلور کربيد سيليکون عملي شد.

اين پژوهشگران توانستند با استفاده از ميکروسکوپي ميدان نزديک، از ميدان‌هاي کششي حول نقطه فشار و ترک‌هاي نانومقياسِ ايجاد شده، تصويربرداري کنند.

آندرياس هابر که اين تصويربرداري‌ها را به عنوان بخشي از پايان‌نامه دکتراي خود انجام داده است، مي‌گويد: مزيت اين روش در مقايسه با روش‌هاي ديگري همچون ميکروسکوپي الکتروني، تصويربرداري غيرمخرب بدون نياز به آماده سازي خاص نمونه است.

از کاربردهاي فني اين روش مي‌توان به تصويربرداري از شکاف‌هاي نانومقياس قبل از رسيدن به اندازه بحراني (مثلاً در سراميک‌ها يا سيستم‌هاي ميکروالکترومکانيکي) و مطالعه نحوه گسترش ترک‌ها اشاره کرد./انتهاي پيام/