Fabrication d'oxydes complexes spatialement confinés

Résumé

Nous décrivons l'utilisation de dépôt laser pulsé (PLD), techniques de photolithographie et de fil-liaison pour créer une échelle micrométrique dispositifs d'oxydes complexes. Le PLD est utilisée pour faire pousser des couches minces épitaxiales. techniques de photolithographie et wire-bonding sont introduits pour créer des dispositifs pratiques à des fins de mesure.

Résumé

Matériaux complexes tels que les supraconducteurs à haute température critique, multiferroïques, les magnétorésistances colossales ont des propriétés électroniques et magnétiques qui se posent à partir des corrélations d'électrons forts inhérents qui se trouvent en leur sein. Ces matériaux peuvent également posséder une séparation de phase électronique dans lequel les régions du comportement résistif et magnétiques très différents peuvent coexister au sein d'un matériau en alliage monocristallin. En réduisant l'ampleur de ces matériaux à des échelles de longueur et au-dessous de la taille inhérente des domaines électroniques, de nouveaux comportements peuvent être exposés. Pour cette raison et du fait que-orbitaire spin-charge treillis paramètres d'ordre impliquent chacune des longueurs de corrélation, ce qui réduit l'espace de ces matériaux pour des mesures de transport est une étape cruciale dans la compréhension de la physique fondamentale qui entraîne des comportements complexes. Ces matériaux offrent aussi un grand potentiel pour devenir la prochaine génération d'appareils électroniques ^1-3. Ainsi, la fabrication de faible dimension nanométrique oumicro-structures est extrêmement important de parvenir à de nouvelles fonctionnalités. Cela implique plusieurs processus contrôlables de la croissance de couches minces de haute qualité à la caractérisation de la propriété électronique précis. Ici, nous présentons les protocoles de fabrication des microstructures de haute qualité pour les dispositifs de manganite d'oxyde complexe. Des descriptions détaillées et les équipements nécessaires de la croissance de couches minces, photo-lithographie, et wire-bonding sont présentés.

Introduction

La première et l'une des étapes les plus importantes vers les appareils de haute qualité est la croissance de couches minces d'oxydes épitaxiées. Un substrat monocristallin est utilisé en tant que "modèle" pour déposer les matériaux cibles. Parmi les différentes méthodes de dépôt, dépôt par laser pulsé (PLD) est l'un des meilleurs moyens d'acquérir une bonne qualité des films minces ^{de 4,5.} Les procédés de croissance impliquent le chauffage du substrat à environ 800 ° C dans un environnement d'oxygène, et en utilisant des impulsions laser pour frapper le matériau cible et générer un flux à se déposer sur le substrat. Le système typique ....

Protocole

1. Fabrication de croissance de l'échantillon

1. Nettoyer à 5 mm x 5 mm x mm substrat monocristallin de 0,5 avec un angle de désorientation <0,1 degré tel que SrTiO _3, LaAlO ₃ ou avec de l'acétone puis de l'eau dans une cuve à ultrasons pendant 10 min chacun. Pour obtenir un pigment de TiO _2, la terminaison de SrTiO _3, de gravure du substrat à 10% de fluorure d'hydrogène pendant 30 secondes et rincer à l'eau pendant 1 min, suivie d'un recuit à 1100 ° C pendant 10 h. Après le nettoyage, monter le substrat sur un appareil de chauffage adapté aux conditions ultra-vide.
2. Monter le dispos....

Résultats

Ce document se concentre principalement sur les aspects de photolithographie et de fil de liaison de la préparation des échantillons. Plus de détails sur les procédures de croissance de film peuvent être trouvées dans nos autres publications récentes ^8.

Photolithographie est une méthode importante pour contrôler la dimensionnalité des oxydes complexes dans le but d'enquêter sur des longueurs de corrélation électronique et la séparation de phase électronique ^9-13.

Discussion

Contrairement élément matériaux semi-conducteurs simples tels que Si, la fabrication de matériaux complexes peut être plus difficile en raison du fait que la structure complexe et plusieurs éléments doivent tous être pris en considération. L'utilisation de photolithographie pour fabriquer des dispositifs d'oxyde complexe est relativement peu coûteux et rapide pour prototyper contrairement à d'autres techniques de confinement. Il ya cependant quelques limitations importantes à comprendre. Photolithographie a .......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Réactif/Matériel
SrTiO3(001) & Substrats LaAlO3(100)	CrysTec GmbH
Microposit S1813 Photoresist	Shipley
CD-26 Développeur	Shipley	38490
Vernis GE	Lakeshore	VGE-7031
Equipment
Reflected High Energy Electron Diffraction (RHEED)	Staib Instruments		35kV TorrRHEED
Aligneur de masque	ABM	modèle 85-3 (350W)
Puck Quantum	Design	P102
Wire Bonder	Kulicke Soffa	04524-0XDA-000-00

Résistivité de la source lumineuse