Wieloplatformowy system UHV
(AFM-MPS Multi-Plattform System)
System MPS łączy w sobie techniki AFM (Mikroskopia Sił Atomowych), AES (Spektroskopia Elektronów Augera) oraz XPS (Rentgenowska spektroskopia fotoelektronów, umożliwiając kompleksową analizę powierzchni przy użyciu zaledwie jednego urządzenia. Komora pomiarowa może być połączona z drugą komorą, służącą np. do magnetronowego nanoszenia warstw lub naparowywania termicznego. Przenoszenie próbek może być wykonywane w atmosferze ochronnej poprzez wykorzystanie komory rękawicowej.
Najważniejsze cechy systemu wielokomorowego:
- Możliwość pomiaru dużych próbek- do 2”
- Użyteczne w rozwoju urządzeń opartych o pojedyncze kropki kwantowe np. tranzystorów jednoelektronowych
- Bezkontaktowa analiza AFM naniesionych elementów
- Precyzyjne określenie położenia depozytu przy pomocy AFM
- Komora analityczna montowana na sztywnej ramie z izolacją drgań. Możliwa dodatkowa, aktywna izolacja drgań przy pomocy platformy lub siłowników piezoelektrycznych
- Druga komora montowana na sztywnej ramie. Komory połączone za pomocą specjalnych elastycznych mieszków, które kompensują siły wywołane różnicami ciśnień.
- Dźwignia do przenoszenia próbek montowana w drugiej komorze w celu zminimalizowania wpływu wibracji na komorę analityczną.
Dostępne metody pomiarowe i tworzenia struktur nanometrycznych przy użyciu systemu wieloplatformowego:
Analiza powierzchniowa:
- Mikroskopia Sił Atomowych (AFM ang. Mikroskopia Sił Atomowych)- ultra-kompaktowe urządzenie z aktywnym, piezorezystywnym próbnikiem
- Spektroskopia Elektronów Augera (AES ang. Auger Electron Spectroscopy )
- Rentgenowska spektroskopia fotoelektronów (XPS ang. Photoelectron Spectroscopy using X-rays )
- Spektroskopia strat energii elektronów (EELS ang. Electron Energy Loss Spectroscopy)
- Zaawansowane obrazowanie optyczne
- Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM ang. Scanning Electron Microscope)
- Profilowanie głębokości
Nanoprodukcja i modyfikacja powierzchni:
- Implantacja pojedynczego jonu
- Litografia sondy skanującej (FE-SPL ang. Field-Emission Scanning Probe Litography)
- Osadzanie indukowane za pomocą ostrza (TB-EBID ang. Tip-based Electron Beam Induced Deposition)
- Osadzanie cienkiego filmu (PVD ang. physical vapour deposition) przez rozpylanie lub parowanie termiczne
Specyfikacje poszczególnych składowych urządzenia wielokomorowego:
Analizator AES/XPS – DESA 150 firmy Staib Instruments:
| Parametry Pracy | |
| Rozdzielczość przy 1000 eV |
Poniżej 1 eV (na podstawie szerokości połówkowej piku elastycznego przy 1 keV) |
|
Rozdzielczość XPS (300 W Mg, Ag 3d 5/2) |
Poniżej 0,89 eV (na podstawie szerokości połówkowej) |
|
Stosunek sygnału do szumu AUGER na srebrze |
Zliczanie impulsów: 600:1 lub lepiej |
| Tryby pracy |
Stała rozdzielczość energii Stały współczynnik rozdzielczości |
| Zakres energii | 0-2500 eV |
| Kąt akceptacji | 6 % z 2π |
| Detekcja | Mnożnik elektronów typu Channeltron |
| Zintegrowane źródło elektronów EK-5IK | |
| Energia wiązki | 20 eV – 5keV |
| Minimalny rozmiar plamki p | < 100 μm rzy 5 keV i niskim napięciu |
| Maksymalny prąd wiązki | 10 μm |
| Filament | Spirala wolframowa |
| Płyty skanujące | |
| Kontrola źródła NEK-050 | |
| Wiązka | Skanowalna |
| Kontrola skanowania | Opcjonalnie pakiet skanowania lub obrazowania |
| Opcje trybu wykrywania | Tryb liczenia impulsów |
| Gromadzenie danych | Wielozadaniowy pakiet gromadzenia danych WinspectroS dla Windows 7, 8, 10, plik danych zgodny z WinspectroS VAMAS AUGER i ELS, SEM opcjonalnie, SAM opcjonalnie, XPS, UPS opcjonalnie, ISS opcjonalnie, SEM / SAM opcjonalnie |
DUO-5-S.C. – Douplazmatron kompatybilny z UHV
Źródło jonów produkowane przez STAIB Instruments to kompaktowy, wysokowydajny instrument. Przeznaczony jest do profilowania wgłębnego lub czyszczenie próbki.
| Zakres energii | 500 eV – 5 keV |
| Minimalna średnica wiązki | 50 μm (w zależności od energii i odległości) |
| Ciśnienie robocze w komorze | 6·10-8– 1·10-5mbar |
| Ciśnienie robocze w pistolecie jonowym | 1·10-4– 1·10-3 mbar |
| Odległość robocza | 10-125 mm |
| Ugięcie | w X, Y |
| Temperatura | 200°C |
| Filament | Zimna katoda |
| Pompowanie | Różnicowe |
| Kontrola prądu emisji | |
| Gazy | Argon, Ksenon, Tlen, Wodór |
System źródła promieniowania rentgenowskiego:
| Źródło promieniowania | Podwójna anoda Mg/Al |
| Moc | 300 W |
| Anoda | Al / Mg |
| Okno | Al |
| Przybliżony przepływ wody chłodzącej | 3,5 l/min |
| Bezpieczeństwo | Blokada: Wysokie napięcie i chłodzenie wodą |
| Pompowanie próżniowe | Opcjonalnie (pompy nie są dołączone) |
| Obieg chłodzenia | Sugerowany; w tym chłodnica wodną i przełącznik przepływu |
| Przesunięcie Z | 100 mm |
| Jednostka HV | 120 V lub 240 V 50/60 Hz |
| Kontrola emisji | 100-240 V 50/60 Hz |
Głowica AFM/SPL/SDL:
| Środowisko pracy | Próżnia i powietrza |
| Zbliżanie do próbki | Szybkie |
| Tryby Pracy |
Prawdziwy Tryb bezkontaktowy Tryb kontaktowy Tryb przerywanego kontaktu Obrazowanie fazowe Tryb spektroskopii AFM z Przewodzącą Sondą (Conductive AFM), Mikroskopia sił z sondą Kelvina (Kelvin probe force microscopy (KPFM)) Wysokonapięciowy KPFM Mikroskopia pojemnościowa (Scanning Capacitance Microscopy (SCM)) Skaningowa Mikroskopia Rezystancji Rozproszonej (Scanning Spreading Resistance Microscopy (SSRM)) |
| Stolik skanujący XYZ | |
| Magnetyczność | Niemagnetyczny |
| Pętla | Closed-loop |
| Zakres ruchu (XYZ) | 60x60x20 μm |
| Rozdzielczość pozycjonowania | X,Y: 0,4 nm; Z: 0,2 nm |
| Częstotliwości rezonansowe | X,Y: 750 Hz; Z: 2000 Hz |
| Pozycjonowanie XYZ | |
| Pętla | Closed-loop |
| Zakres ruchu (XYZ) | 15 mm |
| Dokładność | 3 nm |
