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- 該方法可檢測(cè)二維材料中的缺陷，以用于未來(lái)的電子設(shè)備，傳感器
- 來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/10/13
為了進(jìn)一步縮小電子設(shè)備并降低能耗，半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)使用2-D材料感興趣，但是制造商需要一種快速準(zhǔn)確的方法來(lái)檢測(cè)這些材料中的缺陷，以確定該材料是否適合用于設(shè)備制造。現(xiàn)在，一組研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種可以快速靈敏地表征二維材料中缺陷的技術(shù)。
二維材料在原子上很薄，最著名的是石墨烯，即單原子厚的碳原子層。
賓夕法尼亞州立大學(xué)凡爾納·M·威拉曼物理學(xué)教授毛里西奧·特羅納斯（Mauricio Terrones）說(shuō)：“人們一直努力地制造出沒(méi)有缺陷的二維材料。” “這是最終目標(biāo)。我們希望在具有至少可接受數(shù)量的缺陷的四英寸晶圓上使用二維材料，但是您希望快速評(píng)估它�！�
研究人員代表賓夕法尼亞州立大學(xué)，東北大學(xué)，萊斯大學(xué)和巴西米納斯吉拉斯州聯(lián)邦大學(xué)，解決方案是將激光與二次諧波結(jié)合使用，這種現(xiàn)象是材料上的光頻率反射到是
原始頻率的兩倍。他們?cè)黾恿税祱?chǎng)成像技術(shù)，該技術(shù)可以過(guò)濾掉多余的光線，從而使缺陷得以透出。根據(jù)研究人員的說(shuō)法，這是首次使用暗場(chǎng)成像的情況，它提供的亮度是標(biāo)準(zhǔn)明場(chǎng)成像方法的三倍，可以看到以前看不見(jiàn)的缺陷類型。
“由于二維不同材料晶粒之間的干擾效應(yīng)，通常使用的明亮場(chǎng)二次諧波產(chǎn)生的缺陷的定位和識(shí)別受到限制，”《納米快報(bào)》（Nano Letters）最新論文的資深作者，Leadro Mallard說(shuō)。米納斯吉拉斯州聯(lián)邦大學(xué)�！霸谶@項(xiàng)工作中，我們已經(jīng)證明，通過(guò)使用暗場(chǎng)SHG，我們可以消除干擾效應(yīng)并揭示半導(dǎo)體二維材料的晶界和邊緣。這種新穎的技術(shù)具有良好的空間分辨率，可以成像大面積的樣品，用于監(jiān)視工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的材料的質(zhì)量�！�
賓州州立大學(xué)物理，材料科學(xué)與工程學(xué)和化學(xué)專業(yè)的杰出教授Vincent H. Crespi補(bǔ)充說(shuō)：“晶體是由原子構(gòu)成的，因此晶體中的缺陷（原子放錯(cuò)了地方）也具有原子大小。
Crespi說(shuō)：“通常需要使用電子束進(jìn)行顯微鏡檢查的功能強(qiáng)大，價(jià)格昂貴且緩慢的實(shí)驗(yàn)探針，以辨別材料中的此類精細(xì)細(xì)節(jié)�！� “在這里，我們使用一種快速且易于使用的光學(xué)方法，僅提取源自缺陷本身的信號(hào)，以快速可靠地找出如何將二維材料從以不同方式定向的晶粒中縫合在一起�！�
另一位合著者將該技術(shù)與在充滿零的頁(yè)面上找到特定零進(jìn)行了比較。
賓州州立大學(xué)材料研究所助理研究員王元喜說(shuō)：“在暗視野中，所有零都被隱藏了，因此只有有缺陷的零才突出�！�
在半導(dǎo)體工業(yè)中希望有它們?cè)陔娮悠骷惺褂弥皺z查很可能會(huì)在傳感器被用來(lái)在生產(chǎn)線上的缺陷，但2-d材料的能力，根據(jù)Terrones。由于二維材料具有柔韌性并且可以整合到很小的空間中，因此它們是智能手表或智能手機(jī)以及眾多其他需要小型，柔性傳感器的地方的多個(gè)傳感器的理想選擇。
前作者布魯諾·卡瓦略（Bruno Carvalho）說(shuō)：“下一步將是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，以繪制零維缺陷（例如原子空位），并將其擴(kuò)展到具有不同電子和結(jié)構(gòu)特性的其他二維材料�！盩errones小組的訪問(wèn)學(xué)者，
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