Semicondutores

Materiais 2D

Um material 2D é definido como um material cristalino constituído por uma única camada de células unitárias desse material. Em particular, o grafeno e os dicalcogenetos de metais de transição (TMDCs) estão atraindo atenção como materiais semicondutores de próxima geração. Quando usados como semicondutores, a análise estrutural precisa é importante, pois sua estrutura cristalina e cristalinidade afetam significativamente o desempenho.

Análise Estrutural | Espessura e Qualidade do Filme | Análise de Defeitos Cristalinos | Detecção/Análise de Objetos Estranhos

Análise Estrutural

Medições correlacionadas de TERS, TEPL e SPM de materiais 2D

Muitos desafios ainda precisam ser superados antes que a promessa dos materiais 2D se concretize na forma de nanodispositivos práticos. Uma técnica de caracterização em nanoescala, rica em informações, é necessária para qualificar esses materiais e auxiliar na implementação de aplicações baseadas em materiais 2D.

Medições AFM-TERS em ambiente líquido com iluminação/coleta lateral.

Esta nota de aplicação revela os principais detalhes instrumentais para o sucesso em medições TERS em líquidos usando geometria de iluminação/coleta lateral. Tal capacidade visa impulsionar avanços em diversas aplicações, como catálise heterogênea, eletroquímica, biologia celular e biomateriais. Nesta nota, demonstra-se a obtenção de imagens químicas em nanoescala de flocos de óxido de grafeno e nanotubos de carbono imersos em água com resolução TERS de até 20 nm, juntamente com imagens AFM sem contato.

Caracterização TERS de MXene Ti₃C₂Tₓ de uma a poucas camadas

Os MXenes são uma grande família de materiais 2D que vem despertando interesse devido à sua alta condutividade eletrônica e superfície hidrofílica. Esta nota de aplicação relata a obtenção de imagens químicas com resolução nanométrica de flocos de Ti₃C₂Tₓ MXene de camada única e poucas camadas depositados em um substrato de ouro, utilizando TERS.

Caracterização TERS de nanorribons de grafeno

Esta nota de aplicação descreve a nanocaracterização por TERS de nanorribons de grafeno (GNRs) fabricados por litografia por feixe de elétrons. A nanorresolução química alcançável por TERS revela a presença de carbono amorfo na borda dos GNRs e localiza resíduos orgânicos. TERS pode ser considerado uma ferramenta valiosa para a caracterização de grafeno nanopadronizado, uma etapa essencial para o desenvolvimento de nanodispositivos baseados em grafeno.

Correlação entre TERS e KPFM de flocos de óxido de grafeno

A microscopia de força atômica (AFM) com espectroscopia Raman e seu modo TERS são utilizados para mapear em nanoescala defeitos estruturais e grupos químicos em flocos de óxido de grafeno (GO) com resolução espacial de 10 nm. A metodologia de medição multiparamétrica proposta nesta nota amplia a capacidade da TERS, permitindo uma correlação direta entre a composição química local e as propriedades físicas em nanoescala, não apenas para materiais 2D, mas para praticamente qualquer superfície de amostra.

Uma lasca de MoS2: a imagem de deslocamento TEPL derivada do ajuste do pico de PL por meio de análise de regressão.

As imagens TEPL e TERS apresentam boa correlação com as imagens morfológicas AFM obtidas simultaneamente, e todas são consistentes em revelar a natureza (número de camadas) das lamelas de MoS2. Após a deconvolução, o sinal TEPL é capaz até mesmo de revelar inhomogeneidades locais dentro de uma lamela de MoS2 de 100 nm. A medição com sonda Kelvin corrobora as medições TEPL e TERS e amplia o poder dessas ferramentas combinatórias aprimoradas por ponta.

Caracterização estrutural de flocos de WS₂ por fotoluminescência e espectroscopia Raman de frequência ultrabaixa em uma plataforma multimodo exclusiva.

Os materiais 2D representam o estado da arte em nanoeletrônica e optoeletrônica. Caracterizar suas propriedades estruturais com uma abordagem não destrutiva em escala micrométrica é de grande importância.

Caracterização de nanotubos de carbono usando espectroscopia Raman com ponta aprimorada (TERS)

A utilização da espectroscopia Raman de superfície aprimorada por temperatura TERS para revelar a densidade de defeitos na estrutura dos nanotubos de carbono (CNTs) é de interesse para uma melhor compreensão das propriedades elétricas dos dispositivos fabricados com esses nano-objetos. Através da TERS, é possível estudar não apenas a concentração de defeitos, mas também as mudanças de quiralidade local decorrentes dos diferentes modos de respiração radial, o efeito da pressão e a distribuição de tensão em nível de nanotubo de carbono individual.

Os vidros são materiais essenciais com uma infinidade de usos e muitas formas. Na área da optoeletrônica, há interesse em modificar a composição do vidro para favorecer a incorporação de elementos lantanídeos. Sua estabilidade e propriedades de luminescência oferecem a oportunidade de fabricar materiais ópticos, como amplificadores de banda larga, lasers e dispositivos ópticos não lineares. Uma das principais áreas de interesse é a das telecomunicações.

Um mapa Raman combinado (de baixa frequência e de impressão digital) das camadas de MoS2.

Existem dois tipos de modos vibracionais no MoS2 (como em todas as estruturas em camadas): modos vibracionais dentro das camadas (intracamada) e modos resultantes dos movimentos de camadas completas (intercamada).

Imagens combinadas de Raman e fotoluminescência de WS2 bidimensional

A espectroscopia e a imagem de Raman e fotoluminescência são utilizadas para examinar a variação espacial da estrutura do estado sólido e o caráter eletrônico de cristais bidimensionais (2D) de WS2. A aquisição simultânea de espectros de fotoluminescência com o espalhamento Raman fornece maneiras complementares de gerar imagens espectrais de Raman e fotoluminescência de filmes finos de WS2.

Espessura e qualidade do filme

No avanço da tecnologia de filmes finos por meio da miniaturização, propomos soluções para alcançar um alto controle da deposição de filmes, como a avaliação in situ durante o processo de deposição e a avaliação de filmes finos em nível de ordem de Ångström.

Análise de filmes finos em meio líquido: Análise utilizando uma célula de medição de líquidos por elipsometria espectroscópica
Avaliação in situ de filmes finos: Análise de wafers em câmara fechada através da incorporação de componentes analíticos na câmara.

Informações da membrana obtidas usando um elipsômetro espectroscópico

Análise de defeitos cristalinos

A redução de defeitos e o controle preciso de impurezas tornaram-se cada vez mais importantes em dispositivos semicondutores para comunicação de alta velocidade. Apresentaremos casos de análise que ilustram esse tema.

Avaliação de defeitos em cristais em microáreas: Avaliação de defeitos com alta resolução espacial usando TEPL

Detecção/Análise de Objetos Estranhos

Defeitos em wafers também podem ser causados por matéria estranha, e apresentaremos um método de análise elementar microscópica para identificar a causa desses defeitos.

Detecção de objetos estranhos por retículo/máscara: Detecção de objetos estranhos de alto rendimento
Dispositivo para remoção de corpos estranhos em wafers: Dispositivo automático para remoção de corpos estranhos utilizando sucção por sopro e vácuo.

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