Сегодня 06 июля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные проапгрейдили сканирующий туннельный микроскоп, чтобы подглядывать за атомами кремния

Уменьшение шага проекции полупроводниковой литографии заставляет более пристально вглядываться в перспективные материалы вплоть до анализа расположения отдельных атомов. С такой задачей обычно справляется сканирующий туннельный микроскоп. Но его возможности не безграничны, и в ряде случаев он не способен различить отдельные атомы, что критично для анализа так называемых дефектов в кристаллических решётках. Учёные из США нашли решение этой проблемы.

 Источник изображения: Michigan State University

Ила микроскопа нависла над поверхностью. Луч лазера ударяет в изучаемую область и вызывает отклик. Источник изображения: Michigan State University

Сканирующий туннельный микроскоп представляет собой иглу с кончиком атомарной толщины. Он проходит над поверхностью изучаемого материала как игла проигрывателя по бороздке виниловой пластинки проигрывателя. Только игла микроскопа не касается поверхности. Электроны сами соскакивают с атомов материала и туннелируют на иглу, возбуждая в ней электрический ток. Подсчёт электронов (измерение токов) и расчёты позволяют многое выяснить об анализируемом образце. Но в некоторых случаях это не работает.

В частности, сканирующий туннельный микроскоп плохо воспринимает атомы кремния. Для электрона атом кремния почти как глубокая яма, которую он не может покинуть или перелететь. На этот счёт проведено множество теоретических изысканий, но на практике работать с кремнием и, особенно, с дефектами на основе кремния, оказалось непросто. Между тем, дефекты в виде внедрённых в кристаллическую структуру арсенида галлия атомов кремния — это одно из перспективных направлений в электронике будущего. Каждый такой дефект отвечает за характеристики токов через полупроводник, что позволит создавать очень и очень маленькие транзисторы.

Учёные из Университета Мичигана (Michigan State University) нашли возможность заставить атомы показать своё истинное лицо. Они совместили анализ материала сканирующим туннельным микроскопом с терагерцовым лазером. Выяснилось, что когда частота колебания лазера совпадает с частотой колебания атома кремния в составе кристаллической решётки арсенида галлия, возникает резонанс и появляется сильнейший отклик. Фактически они первыми смогли обнаружить на поверхности другого материала отдельные атомы кремния. Очевидно, что аналогичным методом можно работать с другими материалами, изучая на практике то, что было известно только по теоретическим выкладкам.

«У нас есть ряд открытых проектов, где мы используем эту технику с большим количеством материалов и с более экзотическими материалами, — говорят авторы. — По сути, мы внедряем её во всё, что делаем, и используем как стандартную технику».

«Эти наноскопические материалы — будущее полупроводников, — резюмируют исследователи. — Когда у вас есть наноразмерная электроника, действительно важно убедиться, что электроны могут двигаться так, как вы хотите».

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Глобальные выбросы углекислого газа установили новый рекорд, несмотря на все усилия и потраченные средства 14 ч.
Потеряшек не будет: зонд NASA «Новые горизонты» нашёл себя среди звёзд без помощи с Земли 20 ч.
Повальный спрос на HBM тормозит внедрение CXL- и PIM-памяти 20 ч.
Маску дали разрешение на 15 турбин для питания ИИ-суперкомпьютера xAI Colossus, но на снимках по-прежнему видны 24 турбины 21 ч.
Самые короткие дни на Земле в этом году ожидаются летом 21 ч.
Foxconn нарастила квартальную выручку благодаря заказам от Nvidia 21 ч.
Племянник изобретателя ZX Spectrum представил GamerCard — портативную консоль для ретро-игр 22 ч.
Подписанный Трампом «большой и прекрасный» закон поставил под угрозу важнейший источник прибыли Tesla 22 ч.
YADRO вложила в развитие отечественных IT-продуктов более 60 млрд руб. 22 ч.
Третий межзвёздный объект в Солнечной системе оказался кометой 23 ч.