บาคาร่าเว็บตรง ข้อบกพร่องของเซมิคอนดักเตอร์ แผนผังของวิธีการแสดงภาพข้อบกพร่องโดยตรงในเซมิคอนดักเตอร์ 2 มิติ การแสดงภาพข้อบกพร่องเชิงโครงสร้างในเซมิคอนดักเตอร์ในเครื่องชั่งขนาดใหญ่โดยตรงไม่ใช่เรื่องง่าย เทคนิคการใช้กล้องจุลทรรศน์หลักจำกัดอยู่ที่ขอบเขตการมองเห็นที่วัดได้เพียงไม่กี่สิบนาโนเมตร และต้องใช้สุญญากาศสูงพิเศษ อุณหภูมิต่ำมาก
การเตรียมตัวอย่างที่ซับซ้อน และการตั้งค่าที่ซับซ้อน
ซึ่งทำให้ไม่สามารถใช้ได้กับงานจำนวนมาก ตอนนี้ นักวิจัยจาก Chinese Academy of Sciences ในกรุงปักกิ่งได้พัฒนาทางเลือกที่เรียบง่ายและไม่รุกราน นั่นคือเทคนิคการแกะสลักแบบเปียกที่พวกเขาอ้างว่าสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ด้วยการทำให้เข้าใจคุณสมบัติทางกล ทางไฟฟ้า และทางแสงได้ง่ายขึ้น
นำโดยGuangyu Zhangจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติปักกิ่งสำหรับฟิสิกส์เรื่องควบแน่นและห้องปฏิบัติการวัสดุทะเลสาบซงซานในตงกวน ทีมงานได้พัฒนาวิธีการนี้เป็นวิธีที่ง่ายกว่าในการแสดงภาพข้อบกพร่องของโครงสร้างในเซมิคอนดักเตอร์สองมิติ (2D) ทั่วไป โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์โมโนเลเยอร์ (ML–MoS 2). ในการทำงาน นักวิจัยใช้กระบวนการกัดแบบเปียกที่ขยายข้อบกพร่องของโครงสร้างในเซมิคอนดักเตอร์จากขนาดนาโนเป็นไมโคร ทำให้มองเห็นข้อบกพร่องได้ง่ายขึ้นภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงหรือกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) กระบวนการแกะสลักเกี่ยวข้องกับการใช้สารละลายแคลเซียมไฮโปคลอไรต์ 2% โดยน้ำหนักกับวัสดุเป็นเวลา 20 วินาทีที่อุณหภูมิห้อง และเนื่องจากข้อบกพร่องค่อนข้างจะเกิดปฏิกิริยากับการบำบัดทางเคมี กระบวนการนี้จึงส่งผลกระทบต่อบริเวณที่บกพร่องเท่านั้น ทำให้เหลือส่วนอื่นๆ ของ ML– MoS 2ตาข่ายเหมือนเดิม
หลุมสามเหลี่ยมและร่องลึก
หลังจากทำให้ข้อบกพร่องใหญ่ขึ้น นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาสามารถสังเกตข้อบกพร่องจุด 0D (เช่น ตำแหน่งงานว่างของกำมะถัน) และขอบเขตของเกรน 1 มิติที่เปลี่ยนเป็นหลุมสามเหลี่ยมและร่องลึกตามลำดับใน ML–MoS 2ประเภทต่างๆ เหล่านี้เป็นฟิล์ม MoS 2 ที่ขัดผิวด้วยกลไกML –MoS 2ที่ปลูกด้วย CVD โดเมนเดียว และฟิล์ม ML–MoS 2 ที่ปลูก CVD ที่ มีขนาดเกรนขนาดเล็กและขนาดใหญ่
จำนวนหลุมสามเหลี่ยมถึงขีดจำกัดสูงสุด
หลังจากผ่านไปประมาณ 200 วินาที ตามที่ Zhang และเพื่อนร่วมงานกล่าว สิ่งนี้บ่งชี้ว่ากระบวนการกัดเซาะโดยไฮโปคลอไรท์ไอออนเริ่มต้นที่จุดบกพร่องโดยธรรมชาติ และไม่ก่อให้เกิดข้อบกพร่องใหม่ ซึ่งแตกต่างจากเทคนิคการแกะสลักแบบเลือกที่มีอยู่ การเพิ่มขึ้นของจำนวนหลุมเมื่อเวลาผ่านไปอาจเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีที่แตกต่างกันของข้อบกพร่องที่แตกต่างกัน
เทคนิคทั่วไปในการมองเห็นข้อบกพร่องโดยตรง
MoS 2อยู่ในกลุ่มของวัสดุที่เรียกว่า 2D Transition metal dichalcogenides (2D–TMDs) และนักวิจัยกล่าวว่าสารละลายแคลเซียมไฮโปคลอไรท์ของพวกมันยังสามารถใช้ในการกัดวัสดุประเภทนี้ เช่น WSe 2 , MoSe 2และ WS 2 . “สิ่งนี้บ่งชี้ว่าวิธีการของเราเป็นเทคนิคทั่วไปในการแสดงภาพข้อบกพร่องใน 2D–TMD โดยตรงและมีศักยภาพที่จะนำไปใช้กับเซมิคอนดักเตอร์ 2 มิติอื่นๆ” Zhang กล่าว
การคำนวณหลักการแรกให้ความกระจ่างเกี่ยวกับข้อบกพร่องของเซมิคอนดักเตอร์
“วิธีการที่เรียบง่ายและไม่รุกรานของเราสามารถเห็นภาพข้อบกพร่องของโครงสร้างใน 2D–TMD ในปริมาณมากได้โดยตรง” เขากล่าวเสริม เมื่อใช้เทคนิคการแกะสลักนี้ ทีมงานได้ตรวจสอบข้อบกพร่องที่แท้จริงของฟิล์ม ML–MoS 2 สี่ประเภท และพบว่าฟิล์ม ML–MoS 2โดเมนเดี่ยวและ ML–MoS 2ที่ปลูกโดย CVD ที่มีขนาดเกรนขนาดใหญ่มีความหนาแน่นของข้อบกพร่องต่ำที่สุด ทำให้นักวิจัยเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างข้อบกพร่องของโครงสร้างและประสิทธิภาพ
“ความสามารถในการแสดงภาพข้อบกพร่องของโครงสร้างในเซมิคอนดักเตอร์ 2D ในปริมาณมากด้วยวิธีนี้ช่วยให้เราประเมินคุณภาพของตัวอย่างและช่วยแนะนำเราไปสู่การเติบโตของแผ่นเวเฟอร์คุณภาพสูงได้” เขากล่าวกับPhysics World นอกจากนี้ยังทำให้สามารถระบุความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของวัสดุและประสิทธิภาพของวัสดุได้ และด้วยเหตุนี้เพื่อพัฒนาอุปกรณ์ 2D ที่มีประสิทธิภาพสูงไปสู่การใช้งานจริง เขากล่าวเสริม
รายละเอียดทั้งหมดของงานวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในChin
ตามที่ทีม Weizmann-MIT-Colorado การค้นพบนี้สามารถช่วยให้นักวิจัยออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น “เราทราบดีว่าเมื่อใดที่อิเล็กตรอนอยู่ในสถานะของเหลว การสูญเสียพลังงาน [พลังงาน] จะลดลง และนั่นเป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะพยายามออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานต่ำ” Levitov กล่าว “การสังเกตใหม่นี้เป็นอีกก้าวหนึ่งในทิศทางนั้น”
นักวิจัยจาก Virginia Tech ในสหรัฐอเมริกาได้รับแรงบันดาลใจจากวิธีการทำงานของผิวหนังบนแขนปลาหมึกยักษ์ ได้พัฒนากาวใหม่ที่เปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วซึ่งเกาะติดกับวัตถุใต้น้ำได้อย่างแน่นหนา วัสดุนี้สามารถนำไปใช้ในวิทยาการหุ่นยนต์ การดูแลสุขภาพ และในการผลิตสำหรับการประกอบและการจัดการวัตถุที่เปียก
กาวที่ทำงานใต้น้ำทำได้ยาก เนื่องจากพันธะไฮโดรเจนและแวนเดอร์วาลส์และแรงไฟฟ้าสถิตที่เป็นสื่อกลางในการยึดเกาะในสภาพแวดล้อมที่แห้งจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่ามากในน้ำ อย่างไรก็ตาม สัตว์โลกมีตัวอย่างมากมายของการยึดเกาะที่แข็งแกร่งในสภาพชื้น: หอยแมลงภู่จะหลั่งโปรตีนกาวพิเศษ สร้างแผ่นโลหะเหนียวเพื่อยึดติดกับพื้นผิวที่เปียก กบไหลผ่านแผ่นรองนิ้วเท้าที่มีโครงสร้างเพื่อกระตุ้นแรงของเส้นเลือดฝอยและอุทกพลศาสตร์ และปลาหมึกเช่นปลาหมึกใช้เครื่องดูดเพื่อยึดติดกับพื้นผิวผ่านการดูด
กาวติดแน่น
กริปเปอร์แบบหัวเซฟาโลพอดสามารถจับสิ่งของใต้น้ำได้ดีเป็นพิเศษ ตัวอย่างเช่น Octopi มีแขนยาวแปดตัวปกคลุมด้วยหน่อที่สามารถจับวัตถุเช่นเหยื่อได้ รูปร่างเหมือนปลายลูกสูบของช่างประปา ตัวดูดยึดติดกับวัตถุ ทำให้เกิดการยึดติดที่แน่นหนาอย่างรวดเร็วซึ่งยากต่อการทำลาย Michael Bartlettหัวหน้าทีมวิจัยอธิบาย “การยึดเกาะสามารถกระตุ้นและปลดปล่อยได้อย่างรวดเร็ว และปลาหมึกยักษ์ควบคุมตัวดูดกว่า 2,000 ตัวในแขนทั้ง 8 ข้างด้วยการประมวลผลข้อมูลจากเซ็นเซอร์ทางเคมีและกลไกที่หลากหลาย” บาคาร่าเว็บตรง
