Language
Country/Area
No result found
أدوات سحرية في عالم النانو: كيف يكشف المجهر النفقي متعدد المجسات عن الأسرار الكهربائية؟
مع تطور الإلكترونيات الدقيقة، دخلنا عصر الإلكترونيات النانوية. وفي هذه العملية، لم تعد طرق القياس التقليدية قادرة على تلبية الطلب على الخصائص الإلكترونية على نطاق النانو. في هذا الوقت، يعد المجهر الماسح النفقي متعدد المجسات (Multi-tip STM) بمثابة أداة سحرية تسمح للباحثين بقياس الخصائص الكهربائية على نطاق النانو. إن ظهور المجهر النفقي متعدد المجسات يسمح لنا بإجراء قياسات دقيقة على نطاقات صغيرة للغاية، تمامًا مثل استخدام مقياس متعدد، وهو أمر مهم بشكل خاص لعلم المواد وعلم النانو والتقنيات ذات الصلة.
مقدمة
في سياق التطور السريع للإلكترونيات النانوية، تكتسب قياسات النقل الإلكتروني الفعالة أهمية كبيرة، وخاصة بالنسبة لأبحاث وتطوير البنى النانوية. غالبًا ما تعتمد طرق الاتصال التقليدية على الطباعة الضوئية، ولكن في مرحلة البحث، يبدو أن الاتصال باستخدام مجهر مسح نفقي متعدد المجسات هو الأكثر ملاءمة. لا تستطيع هذه الطريقة إجراء القياسات في الموقع فحسب، بل إنها أيضًا تتجنب بشكل فعال مشاكل التلوث الناجمة عن عملية الطباعة الضوئية.إن تشغيل مجهر مسح ضوئي متعدد المجسات على مقياس الميكرومتر يشبه الرسم بأدوات دقيقة في عالم النانو.
كيف يعمل
يتكون المجهر النفقي متعدد المجسات عادةً من وحدات مجسات نفقية متعددة، يمكن التحكم في كل منها بشكل مستقل ووضعها بدقة في موقع محدد على العينة. لتقليل تأثيرات الانجراف الحراري، تم تصميم هذه الأجهزة لتكون مضغوطة قدر الإمكان لتسهيل مراقبة حركتها، وبالتالي ضمان قدرة كل مسبار على الاتصال بالعينة بشكل فعال. بالمقارنة مع اتصال التصوير الضوئي، فإن المجهر النفقي متعدد المجسات يمكنه تعديل مخطط الاتصال بمرونة، مما يزيد بشكل كبير من مرونة البحث.
تطبيقات المجهر النفقي متعدد المجسات
أشرطة الجرافين النانوية والبنى النانوية
أظهرت مجسات STM متعددة المجسات نتائج ممتازة في دراسة خصائص النقل المحلية لشرائط الجرافين النانوية بعرض 40 نانومتر. يمكن لهذه الأشرطة النانوية تحقيق موصلية باليستية على مسافة تزيد عن عدة ميكرومترات في درجة حرارة الغرفة، مما يوفر دعماً تقنياً قوياً للإلكترونيات النانوية المستقبلية.
قياس ملف المقاومة للأسلاك النانوية GaAs المعلقة بحرية
في أسلاك GaAs النانوية المعلقة بحرية، يسمح المجهر النفقي متعدد المجسات برسم خريطة تفصيلية لتوزيع المقاومة. يساعد هذا في دراسة وتحليل خصائص المنشطات والسلوك الكهربائي للأسلاك النانوية، وحل التحديات التي تواجهها الطرق التقليدية.
قياس الجهد باستخدام مجسات متعددة
قياس جهد النفق المسحي (STP) هو طريقة توفر رؤى عميقة حول خصائص نقل الشحنة داخل النانو هياكل. توفر هذه الطريقة خريطة محتملة للعينة من خلال تطبيق التيار على العينة وقياس التغير في الإمكانات، مما يساعد على دراسة تأثير العيوب المختلفة على النقل الكهربائي.
فصل التوصيل السطحي عن التوصيل الشامل
مع استمرار انكماش حجم الأجهزة النانوية، أصبح تأثير التوصيل السطحي على الأداء العام للجهاز الإلكتروني بارزًا بشكل متزايد. استخدم الباحثون مجهر STM متعدد المجسات لتقييم الموصلية السطحية والموصلية الكلية للمواد النانوية بشكل مستقل من خلال طريقة قياس بأربعة مجسات تعتمد على المسافة.
