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扫描单电子晶体管显微镜:成像单个电荷.

Yoo¹, Fulton, Hess

¹Lucent Technologies, Bell Laboratories, Murray Hill, NJ 07974, USA.

Science (New York, N.Y.)

|April 25, 1997

概括

一个新的单电子晶体管扫描电表以100nm分辨率映射电场. 这种先进的显微镜技术可视化纳米级的充电点和半导体特性.

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科学领域:

凝聚物质物理学凝聚物质物理学
材料科学材料科学材料科学
纳米技术纳米技术

背景情况:

精确的纳米电场和电荷分布的表征对于理解半导体行为至关重要.
现有的技术往往缺乏必要的空间分辨率或充电灵敏度,以进行详细分析.

研究的目的:

开发和演示一种新的扫描探针显微镜,即单电子晶体管扫描电表 (SETSE).
为了实现半导体表面上的静电场和电荷的高分辨率映射.

主要方法:

一个单电子晶体管 (SET) 在尖的玻璃尖端的顶部的制造.
在扫描探头显微镜设置中使用SET作为主动传感元件.
扫描SET尖端与样品表面非常接近,以检测电场.

主要成果:

SETSE实现了100纳米的空间分辨率和亚电子电荷灵敏度.
成功成像了GaAs/AlxGa1-xAs异构结构的表面电场.
在100nm尺度上可视化了个别的光电离子充电点和剂分布波动.

结论:

SETSE是纳米级半导体电气表征的强大工具.
能够对耗尽区域,局部电容,带曲和接触潜力进行成像和测量.
证明了在亚微米长度尺度上探测电荷动态和半导体特性的能力.