TFA – Analizador de película fina

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TFA – Analizador de película fina

Saliendo de nuevas oportunidades

Propiedades revolucionarias del sistema de caracterización de películas delgadas. Plataforma de medición altamente integrada y fácil de usar.

¡Las propiedades físicas de las películas delgadas difieren del material a granel, ya que los efectos de la superficie parasitaria son mucho más fuertes debido a las dimensiones más pequeñas y las relaciones de aspecto altas!

 

Influencia creciente de la dispersión de la superficie (a) [/ list_item]

Dispersión de límite adicional (b) [/ list_item]

Confinamiento cuántico para capas muy finas (c) [/ list_item]

El analizador de película fina LINSEIS es la herramienta perfecta para caracterizar una amplia gama de muestras de película delgada de una manera extremadamente cómoda y rápida. Es un sistema independiente, fácil de usar y ofrece resultados de la más alta calidad utilizando un diseño de medición pendiente de patente.

Componentes
La configuración básica consiste en un chip de medición en el que se puede depositar fácilmente la muestra y la cámara de medición para proporcionar las condiciones ambientales requeridas. Dependiendo de la aplicación, la configuración se puede utilizar con un amplificador de bloqueo y / o un imán eléctrico fuerte. Las mediciones generalmente se toman bajo UHV y la temperatura de las muestras se puede controlar entre -170 ° C y 280 ° C durante la medición usando LN2y potentes calentadores.

Fichas de medida pre estructuradas
El chip está combinando la técnica de medición 3 Omega para la medición de conductividad térmica con una configuración Van-der-Pauw de 4 puntos para la determinación de las propiedades de transporte eléctrico. El coeficiente de Seebeck se puede medir usando termómetros de resistencia adicionales ubicados cerca de los electrodos de Van-der-Pauw. Para una fácil preparación de la muestra, se puede usar una mascarilla de aluminio o una máscara de sombra metálica. Esta configuración permite una caracterización casi simultánea de una muestra que se ha preparado mediante PVD (por ejemplo, evaporación térmica, pulverización catódica, MBE), CVD (por ejemplo, ALD), recubrimiento por centrifugación, fundición a presión o impresión por chorro de tinta en un solo paso.

La gran ventaja de este sistema es la determinación simultánea de una amplia gama de propiedades físicas dentro de una ejecución de medición. Todas las mediciones se toman en la misma dirección (en el plano) y son muy comparables.

1. Medición de Van-der-Pauw
Para determinar la conductividad eléctrica (σ) y el coeficiente de Hall (AH) de la muestra, se utiliza el método de Van-der-Pauw. Después de depositar la muestra en el chip, ya está conectado a cuatro electrodos A, B, C y D en su borde. Para la medición, se aplica una corriente entre dos de los contactos y se mide la tensión correspondiente entre los dos restantes. Cambiando los contactos en el sentido de las agujas del reloj y repitiendo el procedimiento, la resistividad de la muestra se puede calcular utilizando la ecuación de Van-der-Pauw. Aplicando un campo magnético y midiendo el cambio correspondiente de la resistencia diagonal de Van-der-Pauw, se puede calcular el coeficiente de Hall de la muestra.

2. Medición del coeficiente de Seebeck
Para la determinación del Coeficiente de Seebeck, se coloca un termómetro adicional y un calentador en el chip cerca de la muestra. Esta configuración permite la medición de la termovoltaje en diferentes gradientes de temperatura que se pueden utilizar para calcular el coeficiente de Seebeck S = -Vth/ ∆T.

3. Medición de la banda caliente
Para la determinación de la conductividad térmica en el plano, se utiliza una configuración de membrana suspendida pendiente de rayas en caliente pendiente. En esta configuración, se utiliza un cable muy pequeño como calentador y sensor de temperatura en uno. La muestra de interrest se depositará directamente sobre esta membrana. Para la medición en consecuencia, se aplica una corriente al alambre caliente que se calienta debido al calentamiento de Joule. Debido al aumento de temperatura, la resistividad del cable está cambiando y se puede medir fácilmente. A partir de este cambio de resistividad y del conocimiento de la geometría exacta de la configuración, es posible volver a calcular la conductividad térmica de la muestra. Dependiendo de la muestra, también es posible medir la emisividad y el calor específico. Para obtener resultados de alta calidad, el espesor de la muestra multiplicado por la conductividad térmica de la muestra debe ser igual o superior a 2 x 10-7W / K.

Diseño modular
Comenzando con una configuración básica para medir la conductividad térmica, el sistema se puede actualizar fácilmente con el kit termoeléctrico para medir la conductividad eléctrica y el coeficiente de Seebeck o con el kit de actualización magnética para tomar las mediciones de la constante de Hall, la movilidad y la concentración del portador de carga.