"Предложенные нами решения, такие как использование "жидких" зондов, позволяют исследовать тонкие пленочные образцы материалов, не разрушая их, по сравнению с прижимными контактами. Принцип действия нашей установки позволяет обеспечить точность измерений на уровне значительно более дорогостоящего и сложного оборудования, например сканирующего зондового микроскопа, который может позволить себе далеко не любое предприятие", - сообщил доцент кафедры микро- и наноэлектроники (МНЭ) СПбГЭТУ "ЛЭТИ" Никита Пермяков.
Сейчас ЛЭТИ, как и многие научные институты по всему миру, работает над созданием полупроводников нового поколения для замены привычных кремниевых пластин. Чем сложнее и производительнее становятся электронные устройства, тем ближе кремниевые полупроводники подходят к пределам своих возможностей. Перспективное, но проблемное направление - это производство полупроводников из тончайших пленок различных металлов.
Пленки на основе производных от металлов, например оксида цинка, теоретически могут заменить современные полупроводники, но для экспериментов и тестов при подготовке прототипов устройств нужна качественная приборная база. Проблема с тестированием пленок на предмет электрических свойств - в крайней уязвимости дорогих, но тонких материалов, - рассказали в университете.
В основе созданного в ЛЭТИ аппарата лежит жидкий металл - сплав галлия с индием. Прибор выдает минимальное количество этого металла на тестируемую пленку, не разрушая и не деформируя материал. Используются для этого очень тонкие иглы, которые выжимают маленькие капли металла на поверхность. Подключенные к системе жидкие зонды считывают электрические характеристики пленки с высокой точностью и передают ее компьютеру. Сейчас прибор комплектуется только одним зондом, далее ученые планируют сконструировать более сложную систему с четырьмя зондами, которые будут точно перемещаться в пространстве с помощью станка на числовом программном управлении.
Аппарат был успешно опробован, отчет о полученных научных данных опубликован в международном научном журнале Technologies. Далее это решение может вводиться в серию и использоваться другими учеными в своей работе по созданию новых полупроводников из сверхтонких материалов.
Вместе с этим агрегатом ученые разработали автоматизированный способ диагностики многослойных материалов (наногетероструктур). Все это - часть работы института по разработке материалов для электроники на новых физических принципах и по их тестированию.
