System pomiarowy typu "dwa w jednym" przeznaczony dla nowych nanodrutów
Nanodruty półprzewodnikowe to wyjątkowo cienkie druty (średnice w skali od 20 do 80 nanometrów – nm) o długości sięgającej kilku mikrometrów. Te właściwości czynią je szczególnie przydatnymi dla zastosowań w zakresie optoelektroniki, czujników, biomedycyny i energetyki. Wykorzystanie ich możliwości wymaga precyzyjnego określenia ich właściwości i racjonalnego projektowania, jednak jak dotąd pomiary ich struktury i właściwości elektrycznych mogły być przeprowadzane tylko oddzielnie. Obecnie naukowcy połączyli metody w pojedynczym układzie, aby umożliwić jednoczesny pomiar struktury powierzchni atomowej, lokalnych właściwości elektronicznych poszczególnych nanodrutów oraz globalnych właściwości elektronicznych urządzenia wykonanego z takich drutów. Finansowanie projektu NANOWIREDEVICESTM ze środków UE umożliwiło naukowcom wykorzystanie skaningowej mikroskopii tunelowej (STM) i skaningowej spektroskopii tunelowej (STS) w połączeniu z zastosowaniem zewnętrznego napięcia w celu uzyskania informacji o chemicznym i atomowym składzie oraz strukturze, jak również dystrybucji ładunku i wydajności urządzenia. Naukowcy przygotowali nanodruty i przeprowadzili eksperymenty z wykorzystaniem STM w różnych strukturach, przedstawiając obserwacje struktury kryształu w skali atomowej podczas przemieszczania się wzdłuż nanodrutów o bardzo dużej średnicy (powyżej 250 nm). Badania z wykorzystaniem technologii STS przeprowadzane na swobodnie zawieszonych nanodrutach zostały zoptymalizowane tak, aby dostarczały ważnych informacji o przejściu do struktur kryształu wzdłuż drutu. Warunki próżni ultrawysokiej (UHV) są korzystne dla czyszczenia powierzchni nanodrutu. Eksperymenty związane z pomiarem przewodnictwa i przenoszenia przyniosły bardzo obiecujące rezultaty, bez zaobserwowanego uszkodzenia urządzenia aż do około 150 stopni Celsjusza powyżej wymaganych temperatur czyszczenia. Naukowcy opracowali zestaw do prowadzenia połączonych pomiarów wykorzystujący technologie STM/STS oraz mikroskopię sił atomowych (AFM), a następnie wykorzystali go do badania poszczególnych nanodrutów. Ponadto naukowcy zastosowali końcówkę sondy korzystającej z połączonych technologii STM/AFM w celu wywierania wpływu na lokalne przewodnictwo przy jednoczesnym dokonywaniu pomiaru prądu przepływającego przez urządzenie. Technologia dostarczona przez naukowców uczestniczących w projekcie NANOWIREDEVICESTM odegra decydującą rolę w skróceniu czasu potrzebnego do opracowania nowych komponentów i urządzeń.
