Burada tartışılan Araştırma Kuantum Bilimler Michigan State Üniversitesi Enstitüsü ve Ulusal Bilim Vakfı DMR-0305461, DMR-0906939, ve DMR-0605801 tarafından desteklenmiştir. KW Eğitim GAANN Disiplinlerarası Bioelectronics Eğitim Programı dostluk bir ABD desteği kabul eder.

1. PROTOKOL <ol><li> Mikroskop ve elektronik başlangıç ​​kurulumu <ol><li> Ilişkili kontrol elektroniği ile bir kriyojenik özellikli tarama prob mikroskobu ile başlayın. Araştırma için kullanılan mikroskoplar burada uzak rampaları 13 (onları için önyargı gerilim iletimi sağlamak için bakır, pirinç veya paslanmaz çelik gibi bir iletken malzemeden yapılmış boyunca ucundan doğru örnek &quot;yürüyüş&quot; için atalet çeviri kullanımı ve tarif Şekil 2&#39;de şematik olarak gösterildiği gibi bir dizayn Besocke STM 14 bir parçası olarak, örnekleme). </li><li> Önyargı gerilim ve tünel mevcut koaksiyel kablo ek olarak, hassas ücret tespiti için kriyojenik amplifikatör devresi çalışabilmesi için mikroskop ucu alanı yakınında için elektronik raf uzanan en az iki diğer koaksiyel kablo ve bir topraklama kablosu sağlar. Referanslar 5, 12, ve 15 &#39;de detaylı olarak tarif edilen amplifikatör devresi elemanları monte bu e yerleştirilmiştirlectronics raf, bu Şekil 2 &#39;de gölgeli bir kutu dış devresinin bir bölümüdür. Devrenin bu bölümü, deney boyunca oda sıcaklığında devam edecektir. </li></ol></li><li> Ucu ve HEMT devre (Şekil 2&#39;de gölgeli kutu) için montaj çip monte; HEMT devre optimal enerji çözüm üretmek için kriyojenik sıcaklığı düşürülür. <ol><li> Cleave bir kare çip yaklaşık 1 cm bir yazıcı kullanarak GaAs gofret x 1 cm büyüklüğünde, sensör devresi ve bahşiş bu yonga üzerine monte edilecektir. Mevduat GaAs çip üzerine shadowmask ile bir titanyum yapışmasını tabakasının üstüne altın yaklaşık 100 nm birkaç altın yastıkları, her, x 1 mm yaklaşık 1 mm boy HEMT ve kutuplama dirençten teller bağlı olacak hangi oluşturmak için. Tamponların boyutları önemli değildir. </li><li> Çapraz kesiciler kullanarak Ir tel: mekanik bir 80:20 Pt keserek keskin STM ucu hazırlayın. Ucu da kimyasal aşındırma O yolu ile hazırlanabilirr başka yöntem veya ticari olarak satın alınabilir. Taramalı elektron mikroskobu ile ucu eğrilik yarıçapı belirleyin, eğrilik yarıçapı deney için gerekli olan uzaysal çözünürlüğü sırasını olmalıdır. </li><li> Kriyojenik sıcaklığa dayanıklı iletken epoksi kullanarak altın yastıkları her üzerine epoksi bir altın tel, bu telleri mikroskop koaksiyel kablo için montaj çip üzerindeki devre elemanlarını bağlayacak. Altın telleri kolayca yastıkları üzerine onlar gerekli değilse bir sonraki adım, epoksi birkaç gereksiz altın telleri sonra kaldırılabilir beri. Epoksi HEMT, kutuplama direnç ve çip montaj GaAs üzerine STM ucu. Ürün bilgi formu belirtildiği gibi epoksi Cure. (Ayrıntılar için aşağıdaki malzemelerin tabloya bakın.) </li><li> Altın tel, bağ yüklü bir tel bağlayıcı kullanarak kaynak, drenaj ve GaAs çip üzerinde altın yastıkları ayırmak için HEMT kapısı elemanları. Kapısı ve kaynak o bağlantı Bond geçici telleriKapının sağlamak için R boşaltma yastıkları kaynak drenaj kanalı ile ilgili tahsil haline gelmez. HEMT işlenirken ek güvenlik için bir topraklama şeridi kullanın, bu HEMT yok edebilecek sokak statik yük almaktan kaçınması için önlemler almak önemlidir. </li><li> Kapısı ve elektriksel olarak kısa devre HEMT önlemek için birbirine bağlı HEMT kaynağı boşaltma kanalına bağlı teller ile hazırlanan montaj çip saklayın. Önceki adımda belirtilen geçici telleri kaldırıldı varsa, yavaşça birlikte teller bükün. Bu birbirine tüm kabloları bağlamak için basit olduğunu. </li></ol></li><li> Mikroskop için montaj çip takın. <ol><li> Bu HEMT ve kapısı ve kaynak-drenaj kanalları arasında yıkıcı şort önlemektir, kapı ve kaynak-drenaj kanalları yüzen asla emin olun. Çip teller lehim olacak için mikroskop koaksiyel kablo topraklayın. </li><li> Yapıştırın t üstünde montaj çipŞekil 2&#39;de gösterildiği gibi, o piezotube tarama. </li><li> Lehim montaj çip indiyum lehim kullanarak ilgili koaksiyel kablo uzanan altın teller. </li></ol></li><li> Elektronik raf de koaksiyel kablo bağlı bir eğri izleyici kullanarak HEMT bütünlüğünü kontrol edin. Esasen, eğri izleyici kaynak-boşaltma akım-voltaj karakteristikleri gösterir. En yaygın hata modu HEMT kapı ve kapı gerilimi duyarsız kaynak drenaj özellikleri ile sonuçlanır kaynağı-drenaj kanalı, arasında bir kısa. </li><li> Örnek monte edin. Örnek başarıyla ucu yaklaşım olacaktır sağlamak için STM modunda yapılandırılmış mikroskop ile aralığı içine yürüyün. <ol><li> Akım ölçümleri tünel STM için kullanılan amplifikatör için tel T bağlayın, ve (tüm bağlantılar elektronik raf yapılmaktadır.) Tel B. için DC ön gerilimi V DC eklemek </li><li> Örnek ve bahşiş tünel aralığında kadar yürümek. Ne zaman ra içindenge, tarama piezotube tarama piezotube topraklama ucu kendi içinde menzilli uzantısı geri neden olur, böylece denge konumundan biraz genişletilmiş kalmalıdır. Bu örnek başarıyla ucu yaklaşım doğrular. Bir sonraki eylemler sırasında ucu korumak için, bu yaptıktan sonra aralık dışında yürümek. </li><li> Nihai düşük sıcaklık işlemi için laboratuar masa üstü arasındaki Dewar mikroskop aktarın. Bu noktada, test aşamasında tam ve deneysel aşamada başlayabilirsiniz. </li></ol></li><li> Birkaç microtorr bir vakum için mikroskop dışarı pompalamak. Kriyostat için el kitabında belirtilen prosedürü izleyerek, optimum enerji çözümü için aşağıda 4.2 K ya da mikroskop soğutun. <ol><li> Baz sıcaklığına kadar soğutulduktan sonra, mikroskop, mikroskop yeterli bir süre ısı dengesine ulaşmasına izin verilmesi; aynı alanda çok kez, uzun taramalar olacak, çünkü bu ısı kayması en aza indirmek için önemlidir. (Drift olanörnek ile ilgili ucunun denge pozisyonunda bir kayma). </li><li> Mümkün olduğu kadar binaya mekanik bağlantı ve vakum pompaları ve mikroskop ve Dewar bağlı bulunan diğer cihazların bağlı titreşimlerinden izole etmek için mikroskop Dewar askıya alınması. Bu Referans 15 deki gibi, ya da hava yay ya da benzeri bir yöntem kullanılarak, bir bungee kablosu süspansiyon sistemi kullanılarak yapılabilir. </li></ol></li><li> Mikroskop Soğuduktan sonra ve veri toplama başlamadan önce, yine eğri izleyici kullanarak HEMT bütünlüğünü doğrulamak. </li><li> Tünel (STM) modunda örnek tarayın. <ol><li> Aralığı içine yürüyün. Enkaz gelen ve önemli yüksekliği veya iletkenlik değişimleri arınmış numune yüzeyinin bir bölge bulun ve ucu kararlı olduğundan emin olun. </li><li> Örnek herhangi eğilmelerini düzeltmek, kapasite taramaları geri besleme döngüsü devre dışı ile yapılabilir, çünkü bu özellikle önemlidir, bu nedenle ucu yüzeye çökmesine eğer scannING düzlemi numunenin yüzeyine paralel değildir. Prensip olarak, bir ucu tarama sırasında sabit bir kapasite sağlamak için geri besleme ile kapasite sinyal kullanabilirsiniz, ancak, uygulamada, sinyal geri besleme kullanılıyorsa, bir kaza önlemek için yeterince güçlü değildir. </li><li> Bu ucu ofset konumlandırma ile telafi edilebilir, böylece herhangi bir termal sürüklenme dikkat edin. Tünel modunda aralığında, temas noktası olarak bu protokolde belirtilen süre ucunun uzantısı miktarı not edin. </li></ol></li><li> Örnek bir soğukkanlı alan, STM modunda taranan değildi bir taşı. <ol><li> STM denetleyicisi geri besleme döngüsü devre dışı bırakın. Geri besleme döngüsü devre dışı bırakıldığında, ucu el hareketleri yanlışlıkla bir çökmesine neden olabilir hatırlayın. Ucu hareket ederken büyük bir dikkatle bu nedenle alınmalıdır. </li><li> Ucu dokunmatik noktadan nanometre birkaç on geri çekin. </li><li> Örnek WHI yakındaki bir alana ucunun lateral pozisyonda ofsetch son günlerde hiçbir tedirginlikler (örneğin yarı iletken dopant sitelerin şarj olarak) STM tarama için yarı iletken örnek üzerinden tünel sağlamak için gerekli ön gerilimin neden olabilir önlemek için, taranan olmamıştır. </li><li> Denge uzantısı ucu değiştirme Dokunma noktasına büyüklüğü yakın kadar dikkatli bir yüzeye doğru ucu uzatmak. </li></ol></li><li> Kapasite moduna kablolama yapılandırma geçin. <ol><li> HEMT korumak için koaksiyel kablo topraklayın. </li><li> Ilgili gerilim kaynakları ve dirençler için ve koaksiyel kablo bağlayın kilit-amplifikatör ve fonksiyon jeneratörü, Şekil 2&#39;de gösterilmiştir. </li><li> Tüm gerilim kaynakları açın. HEMT şok önlemek için, 0 gerilim kaynağı çıkışı ile başlayan V. </li><li> Unground koaksiyel kablolar, kapı ve HEMT korumak için mümkün olduğunca uzun süre birbirine bağlı HEMT kaynağı-drenaj kanalı tutmak için hatırlamak. </li><li> V ayarlayıngerilim bölücü direnç üzerine voltajlı kaynağı (tel D). </li><li> V ayar ayarlanması sırasında bir multimetre ile tel L üzerindeki gerilim izleyerek en hassas bölgeye HEMT ayarlayın. Sonra kilit-amplifikatör için tel L takın. </li><li> Üzerinde in-faz sinyal kadar V ayar artırın kilit-amplifikatör artar ve plato başlar, ucu uygulanan gerilim V ayar, rekor bu değer. Bu tel L. sızan yerine HEMT gitmek için ölçüm tüm şarj sağlar </li><li> Iç faz Optimize kilit-kendi autophase yetenek ve kayıt faz değeri kullanarak amplifikatör. </li><li> Anlamlı termal etkiler (bu genellikle iki saat kadar sürer) olmadığından emin olmak için stabilize etmek HEMT bekleyin. </li></ol></li><li> Sadece ilgi sinyal kilit-amplifikatör gider sağlamak için standart kapasitör üzerindeki sinyal ayarlayarak HEMT Denge. Üzerindeki sinyal Ayarlarstandart kondansatör ya V denge genlik veya V denge ve V uyarma arasındaki göreli faz için yapılabilir. HEMT dengeli olarak kabul edilir ne zaman in-faz sinyal kilit-amplifikatör prosedürün bu aşamada en aza indirilir. </li><li> Tarama şarj birikimi görüntüleme gerçekleştirin. <ol><li> Örnek DC ön gerilimi V DC ayarlayın. </li><li> Referans olarak temas noktası kullanarak, yüzeyin 1 nm içinde için ucu uzatın. </li><li> Çıkışını kaydedin kilitli veri toplama yazılımı kullanarak amplifikatör, bu ilgi sinyaldir. </li><li> Örnek tarayın. Iyi bir çözünürlük elde etmek için, taramalar her piksel için yeterli sinyal ortalama izin vermek ve görüntünün bitişik piksel arasında sinyal bulaşması önlemek için tarama başına birkaç saat oranında elde edilecek gerekebilir. Birkaç aynı alan üzerinde tarama ve ortalama bu sinyal-gürültü oranını artırmak için birlikte tarar gerçekleştirin. </li></ol&gt; </li><li> Önceki adımda sırasında edinilen sorumlu birikimi görüntü ilgi bir yeraltı özelliği üzerinde sabit ucu ile kapasitans (CV) spektroskopisi gerçekleştirin. <ol><li> Rampa V DC ve çıkış kayıt kilitli veri toplama yazılımı kullanarak amplifikatör. </li><li> Sinyal-gürültü oranını artırmak için aynı yerde birkaç kapasite vs gerilim (CV) eğrileri ve birlikte ortalama bu eğrileri alın. Tipik olarak, bir kaç eğriler birlikte ortalaması alınır. Ortalama eğriler için taramalar sırasında sürüklenme potansiyeli sinyal-gürültü oranı, geliştirir ise, ardışık tarama sadece bir avuç birlikte ortalama edilmelidir. </li></ol></li><li> Tünel (STM) moduna dönün. <ol><li> Kendi denge uzantısı ve yeniden STM için elektronik ucu geri çekin. Geri besleme döngüsü yeniden etkinleştirmek ve ucunun uzantısı (temas noktası)-aralığında mevcut kaydedin. </li><li> Üst özellikleri aramak için tünel modunda alan taramakapasitans görüntüleme ve kapasitans spektroskopi eserler yarattı olabilir graf yok. </li></ol></li><li> Başvuru 9 ve Referans 1 destekleyici bilgiler takip, veri analiz etme ve yorumlama. </li></ol>

<ol>
	<li>Gasseller, M., DeNinno, M., Loo, R., Harrison, J. F., Caymax, M., Rogge, S., Tessmer, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Electron+Capacitance+Spectroscopy+of+Individual+Dopants+in+Silicon.">Single-Electron Capacitance Spectroscopy of Individual Dopants in Silicon.</a> Nano Lett. 11, 5208-5212 (2011).</li><li>Kuljanishvili, I., Kayis, C., Harrison, J. F., Piermarocchi, C., Kaplan, T. A., Tessmer, S. H., Pfeiffer, L. N., West, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning-probe+spectroscopy+of+semiconductor+donor+molecules.">Scanning-probe spectroscopy of semiconductor donor molecules.</a> Nat. Phys. 4, 227-233 (2008).</li><li>Tessmer, S. H., Kuljanishvili, I., Kayis, C., Harrison, J. F., Piermarocchi, C., Kaplan, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanometer-scale+capacitance+spectroscopy+of+semiconductor+donor+molecules.">Nanometer-scale capacitance spectroscopy of semiconductor donor molecules.</a> Physica B. 403, 3774-3780 (2008).</li><li>Yoo, M. J., Fulton, T. A., Hess, H. F., Willett, R. L., Dunkleberger, L. N., Chichester, R. J., Pfeiffer, L. N., West, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+Single-Electron+Transistor+Microscopy:+Imaging+Individual+Charges.">Scanning Single-Electron Transistor Microscopy: Imaging Individual Charges.</a> Science. 276, 579-582 (1997).</li><li>Urazhdin, S., Tessmer, S. H., Ashoori, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+low-dissipation+amplifier+for+cryogenic+scanning+tunneling+microscopy.">A simple low-dissipation amplifier for cryogenic scanning tunneling microscopy.</a> Rev. Sci. Instrum. 73 (2), 310-312 (2002).</li><li>Williams, C. C., Hough, W. P., Rishton, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+capacitance+microscopy+on+a+25+nm+scale.">Scanning capacitance microscopy on a 25 nm scale.</a> Appl. Phys. Lett. 55 (2), 203-205 (1989).</li><li>Tessmer, S. H., Glicofridis, P. I., Ashoori, R. C., Levitov, L. S., Melloch, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subsurface+charge+accumulation+imaging+of+a+quantum+Hall+liquid.">Subsurface charge accumulation imaging of a quantum Hall liquid.</a> Nature. 392, 51-54 (1998).</li><li>Tessmer, S. H., Kuljanishvili, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+single-+and+multiple-electron+resonances+for+electric-field-sensitive+scanning+probes.">Modeling single- and multiple-electron resonances for electric-field-sensitive scanning probes.</a> Nanotechnology. 19, 445503-445510 (2008).</li><li>Kuljanishvili, I., Chakraborty, S., Maasilta, I. J., Tessmer, S. H., Melloch, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+electric-field-sensitive+scanning+probe+measurements+for+a+tip+of+arbitrary+shape.">Modeling electric-field-sensitive scanning probe measurements for a tip of arbitrary shape.</a> Ultramicroscopy. 102, 7-12 (2004).</li><li>Martin, J., Akerman, N., Ulbricht, G., Lohmann, T., Smet, J. H., von Klitzing, K., Yacoby, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+electron-hole+puddles+in+graphene+using+a+scanning+single-electron+transistor.">Observation of electron-hole puddles in graphene using a scanning single-electron transistor.</a> Nat. Phys. 4, 144-148 (2008).</li><li>Ashoori, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrons+in+artificial+atoms.">Electrons in artificial atoms.</a> Nature. 379, 413-419 (1996).</li><li>Ashoori, R. C., Stormer, H. L., Weiner, J. S., Pfeiffer, L. N., Pearton, S. J., Baldwin, K. W., West, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-electron+capacitance+spectroscopy+of+a+few+electron+box.">Single-electron capacitance spectroscopy of a few electron box.</a> Physica B. 189, 117-124 (1993).</li><li>Frohn, J., Wolf, J. F., Besocke, K., Teske, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coarse+tip+distance+adjustment+and+positioner+for+a+scanning+tunneling+microscope.">Coarse tip distance adjustment and positioner for a scanning tunneling microscope.</a> Rev. Sci. Instrum. 60 (6), 1200-1201 (1989).</li><li>Besocke, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+easily+operable+scanning+tunneling+microscope.">An easily operable scanning tunneling microscope.</a> Surf. Sci. 181, 145-153 (1987).</li><li>Urazhdin, S., Maasilta, I. J., Chakraborty, S., Moraru, I., Tessmer, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-scan-range+cryogenic+scanning+probe+microscope.">High-scan-range cryogenic scanning probe microscope.</a> Rev. Sci. Instrum. 71 (11), 4170-4173 (2000).</li><li>Ashoori, R. C., Stormer, H. L., Weiner, J. S., Pfeiffer, L. N., Pearton, S. J., Baldwin, K. W., West, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-electron+capacitance+spectroscopy+of+discrete+quantum+levels.">Single-electron capacitance spectroscopy of discrete quantum levels.</a> Phys. Rev. Lett. 68 (20), 3088-3091 (1992).</li></ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının olmadığını beyan ederim.

Bu deneysel yöntem için kuramsal temelleri ayrıntılı bir açıklama Referanslar 8 ve 9&#39;da verilen ve Referans 2 yeraltı güçlendiricilerin senaryoya göre tartışılmıştır, burada sunulan genel bakış bu nedenle kısa ve kavramsal olacaktır. Bir ucu bir kapasitör plaka ve örnek diğer levha ihtiva yatan iletken tabaka olarak kabul edilir. DC gerilim uygulanırsa şekilde elektron ucuna doğru çekilir, ve ek bir ücret alabildiği temel iletken tabakası ve ucu arasında yer alan dopant atomu varsa, d...

Yer altı yük birikiminin (SCA) görüntüleme tek elektron şarj olaylar çözme yeteneğine sahip bir düşük sıcaklıkta bir yöntemdir. Iletkenlerde dopant atomlu çalışma uygulandığında, bu yöntem bu dakika sistemlerin kuantum yapısı karakterizasyonu izin veren, donör ve akseptör atomuna giren tek elektron algılayabilir. Onun kalbinde, SCA görüntüleme yerel bir kapasite ölçüm 6 kriyojenik çalışma için çok uygundur. Kapasite elektrik alan dayalı olduğu için, bu yüzeylerde 6 yalıtım altında şarj çözebilirsiniz uzun menzilli etkisidir. Kriyojenik işlem oda sıcaklığında 1,2 de çözümlenemeyen olacağını tek elektron hareket ve kuantum seviyesinde boşluk soruşturma izin verir. Bu teknik, gömülü arayüzleri 7 az iki boyutlu elektron sistemleri olan dolum dinamikleri dahil olmak üzere bir yalıtım yüzeyi altında elektron hareket önemli olduğu herhangi bir sisteme uygulanabilir; kısalık için,<html> Burada odak yarı iletken güçlendiricilerin çalışmaları olacak. Gerçekçi analizi ucu 8,9 eğriliği açıklamak için daha ayrıntılı bir açıklama gerektirir rağmen en şematik düzeyde, bu teknik, bir paralel plakalı kondansatör bir tabak olarak taranan ucu davranır. Şekil 1 &#39;de gösterildiği gibi, bu modeldeki diğer levha, altta yatan iletken tabakanın bir nano ölçekli bir bölgedir. Bir ücret periyodik bir uyarma gerilimi yanıt olarak bir dopant girerken Esasen, bu ucuna yaklaştıkça, bu hareket sensörü devresi 5 ile tespit edilir ucunda, üzerinde daha fazla görüntü şarj neden olur. Benzer şekilde, şarj çıkar dopant olarak, ucunda görüntü ücret azalır. Dolayısıyla, uyarma gerilimine yanıt olarak, periyodik olarak şarj sinyali tespit edilen sinyalin - esas olarak bu kapasite olup, bu nedenle bu ölçüm genellikle sistemin CV özelliklerinin belirlenmesi olarak adlandırılır. çadır &quot;&gt; kapasitans ölçümü sırasında, sadece net tünel temel iletken ve dopant tabakası arasında -. doğrudan ucuna şarj asla tüneller ölçüm sırasında veya ucundan tünel doğrudan eksikliği bu arasında önemli bir fark teknik ve daha tanıdık tarama tünelleme mikroskobu, her ne kadar çok bu sistem için donanım taramalı tünelleme mikroskobu bu esasen aynıdır. Bu SCA görüntüleme statik yük doğrudan duyarlı değildir dikkat etmek de önemlidir. statik yük incelenmesi için dağılımları, Kelvin prob mikroskobu veya elektrostatik kuvvet mikroskobu tarama uygun da iyi elektronik ve mekansal çözünürlüğe sahip yerel elektronik davranış var incelenmesi için ek kriyojenik yöntemler;. örneğin, tek elektron transistör mikroskobu şarj dakika tespit yeteneğine sahip başka bir tarama probu yöntemdir SCA görüntüleme ilk etkileri 4,10. olduTessmer, Glicofridis, Ashoori, ve iş 7 tarafından MIT&#39;de geliştirilen, dahası, burada açıklanan yöntem Ashoori ve iş 11 tarafından geliştirilen Tek Elektron Kapasite Spektroskopisi yöntemi bir tarama prob versiyonu olarak kabul edilebilir. Ölçüm temel unsurlarından yüksek elektron hareketliliğine sahip transistör (HEMT) kullanarak zarif duyarlı şarj-algılama devresi 5,12 değil, 0,01 elektron / Hz gibi düşük bir gürültü seviyesi elde edebilirsiniz ½ 0.3 K, kriyostat baz sıcaklığı Referans 5. Böyle bir yüksek hassasiyet yeraltı sistemlerinde tek elektron şarj gözlem sağlar. Bu yöntem, bir düzlem geometri 2 10 15 m -2 sırasına tipik dopant alan yoğunlukları ile, yarı iletkenler güçlendiricilerin tek tek veya küçük gruplar elektron veya delik dinamikleri çalışma için uygundur. Deneyin bu tipi için tipik bir örnek bir yapılandırma bir örneği Şekil 1&#39;de gösterilmiştir </strong&gt;. Dopant tabaka tipik yüzeyinin altında nanometre birkaç on konumlandırılmış, bu temel iletken tabaka ve dopant tabakası arasında ve dopant tabakası ve numune yüzeyi arasındaki kesin mesafeler bilmek önemlidir. Tünel aksine, kapasite katlanarak düşmek değil ancak bunun yerine aslında mesafe ters orantılı olarak azalır. Bu nedenle, dopant derinliği ilke olarak ucunda elektrik alan toprakların bazı makul fraksiyonu sürece yüzeyinin altında nanometre onlarca, daha derin olabilir. Burada anlatılan teknik dahil olmak üzere elektronik davranışının Yukarıda belirtilen sirojenik yerel problar tüm için, uzamsal çözünürlük ucunun geometrik boyutu ve ilgi yeraltı özelliği ve tarama prob ucu arasındaki mesafe ile sınırlıdır.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Equipment</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Besocke-design STM</td>
			<td>Custom</td>
			<td></td>
			<td>References 14 and 15</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Control electronics for STM</td>
			<td>RHK Technology</td>
			<td>SPM 1000 Revision 7</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Lock-in amplifier</td>
			<td>Stanford Research Systems</td>
			<td>SR830</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Curve tracer</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>Type 576</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>TDS360</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Multimeter</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>DMM912</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Wire bonder</td>
			<td>WEST&middot;BOND</td>
			<td>7476D</td>
			<td>with K~1200D temperature controller</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Soldering iron</td>
			<td>MPJA</td>
			<td>301-A</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Cryostat</td>
			<td>Oxford Instruments</td>
			<td>Heliox</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Material</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Pt/Ir wire, 80:20</td>
			<td>nanoScience Instruments</td>
			<td>201100</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>GaAs wafer</td>
			<td>axt</td>
			<td>S-I</td>
			<td>For the mounting chip</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>99.99% Au wire, 2 mil diameter</td>
			<td>SPM</td>
			<td></td>
			<td>For the mounting chip</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>99.99% Au wire, 1 mil diameter</td>
			<td>K&amp;S</td>
			<td></td>
			<td>For wire bonding</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Indium shot</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>11026</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Silver epoxy</td>
			<td>Epo-Tek</td>
			<td>EJ2189-LV</td>
			<td>Any low-temperature-compatible conductive epoxy is acceptable</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>HEMT</td>
			<td>Fujitsu</td>
			<td>Low Noise HEMT</td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

scanning-probe single-electron capacitance spectroscopy

Yarı iletkenler tek tek atom dopants dahil olmak üzere - düşük sıcaklık tarama-probu teknikleri ve tek elektron kapasite spektroskopisi entegrasyonu küçük sistemlerin elektronik kuantum yapısını incelemek için güçlü bir araç temsil eder. Burada görüntü bireysel atom dopants için yeterli uzaysal çözünürlüğü elde ederken tek elektron şarj çözme yeteneğine sahip olan Yeraltı Şarj Birikim (SCA) görüntüleme, olarak bilinen bir kapasite-tabanlı bir yöntem sunuyoruz. Bir kapasite tekniğin kullanılması gibi bir yarı iletken malzeme 1,2,3 yüzeyinin altında birçok nanometre gömülü dopants gibi yeraltı özellikleri, gözlem sağlar. Prensip olarak, bu teknik, bir yalıtım yüzeyi altında elektron hareket çözmek için herhangi bir sisteme uygulanabilir. Diğer elektrik alan-duyarlı bir taranmış-prob teknikleri 4 de olduğu gibi, ölçüm yanal uzaysal çözünürlüğü curvatur yarıçapı üzerinde kısmen bağlıdırprob ucunun e. Eğrilik küçük yarıçaplı ipuçlarını kullanarak nanometre birkaç onlarca uzaysal çözünürlüğü etkinleştirebilirsiniz. Bu iyi uzaysal çözünürlüğü yeraltı dopants 1,2 az sayıda incelenmesi (aşağı birine) sağlar. Şarj çözünürlük ücret belirleme devresinin duyarlılığı büyük ölçüde bağlıdır; kriyojenik sıcaklıklarda bu devrelerde yüksek elektron hareketliliğine sahip transistör (HEMT) kullanarak yaklaşık 0.01 elektron / Hz bir duyarlılık sağlayan ½ 0,3 K 5..

Başarılı bir ölçü göstergesi baş çok diğer tarama prob yöntemlerde olduğu gibi, yeniden üretilebilirlik olup. Tekrarlanan ölçümler bu nedenle çok önemlidir. Nokta kapasitans spektroskopisi için, aynı yerde arka arkaya birçok ölçümler alarak sinyal-gürültü oranı artırmak ve sahte sinyaller belirlemeye yardımcı olur. Ilgi çekici bir özelliği, yük birikiminin görüntü içinde tespit edilmiştir ve kapasitans spektroskopisi gerçekleştirildikten sonra, CV ve...

Watch this Scientific Journal Video about Scanning-probe Single-electron Capacitance Spectroscopy at JoVE.com

Scanning-probe Single-electron Capacitance Spectroscopy

Tarama-prob tek elektron kapasite spektroskopisi lokalize yeraltı bölgelerde tek elektron hareket çalışma kolaylaştırır. Hassas bir şarj-algılama devre yarıiletken numune yüzeyinin altında dopant atomların küçük sistemleri araştırmak için bir kriyojenik tarama prob mikroskobu içine dahil edilmiştir.

Tarama-prob Tek elektron Kapasite Spektroskopisi

The integration of low-temperature scanning-probe techniques and single-electron capacitance spectroscopy represents a powerful tool to study the ...

scanning-probe-single-electron-capacitance-spectroscopy

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Engineering

Unit 1

Energy Storage Elements

SCIENTISTS IN ACTION

13.0K Görüntüleme.  Michigan State University. Tarama-prob tek elektron kapasite spektroskopisi lokalize yeraltı bölgelerde tek elektron hareket çalışma kolaylaştırır. Hassas bir şarj-algılama devre yarıiletken numune yüzeyinin altında dopant atomların küçük sistemleri araştırmak için bir kriyojenik tarama prob mikroskobu içine dahil edilmiştir.

Video: Scanning-probe Single-electron Capacitance Spectroscopy

Angle-resolved Photoemission Spectroscopy At Ultra-low Temperatures

The physical properties of a material are defined by its electronic structure. Electrons in solids are characterized by energy (&omega;) and momentum (k) and the probability to find them in a particular state with given &omega; and k is described by the spectral function A(k, &omega;). This function can be directly measured in an experiment based on the well-known photoelectric effect, for the explanation of which Albert Einstein received the Nobel Prize back in 1921. In the photoelectric effect the light shone on a surface ejects electrons from the material. According to Einstein, energy conservation allows one to determine the energy of an electron inside the sample, provided the energy of the light photon and kinetic energy of the outgoing photoelectron are known. Momentum conservation makes it also possible to estimate k relating it to the momentum of the photoelectron by measuring the angle at which the photoelectron left the surface. The modern version of this technique is called Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES) and exploits both conservation laws in order to determine the electronic structure, i.e. energy and momentum of electrons inside the solid. In order to resolve the details crucial for understanding the topical problems of condensed matter physics, three quantities need to be minimized: uncertainty* in photon energy, uncertainty in kinetic energy of photoelectrons and temperature of the sample.
In our approach we combine three recent achievements in the field of synchrotron radiation, surface science and cryogenics. We use synchrotron radiation with tunable photon energy contributing an uncertainty of the order of 1 meV, an electron energy analyzer which detects the kinetic energies with a precision of the order of 1 meV and a He3 cryostat which allows us to keep the temperature of the sample below 1 K. We discuss the exemplary results obtained on single crystals of Sr2RuO4 and some other materials. The electronic structure of this material can be determined with an unprecedented clarity.

The overall goal of this method is to determine the low-energy electronic structure of solids at ultra-low temperatures using Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy with synchrotron radiation.

Ultra-düşük sıcaklıklarda Açı çözüldü Photoemission Spektroskopi

The physical properties of a material are defined by its  electronic structure. Electrons in solids are characterized by energy (&omega;)  and momentum ...

Mühendislik

Quantum State Engineering of Light with Continuous-wave Optical Parametric Oscillators

Engineering non-classical states of the electromagnetic field is a central quest for quantum optics1,2. Beyond their fundamental significance, such states are indeed the resources for implementing various protocols, ranging from enhanced metrology to quantum communication and computing. A variety of devices can be used to generate non-classical states, such as single emitters, light-matter interfaces or non-linear systems3. We focus here on the use of a continuous-wave optical parametric oscillator3,4. This system is based on a non-linear &#967;2 crystal inserted inside an optical cavity and it is now well-known as a very efficient source of non-classical light, such as single-mode or two-mode squeezed vacuum depending on the crystal phase matching. 
Squeezed vacuum is a Gaussian state as its quadrature distributions follow a Gaussian statistics. However, it has been shown that number of protocols require non-Gaussian states5. Generating directly such states is a difficult task and would require strong &#967;3 non-linearities. Another procedure, probabilistic but heralded, consists in using a measurement-induced non-linearity via a conditional preparation technique operated on Gaussian states. Here, we detail this generation protocol for two non-Gaussian states, the single-photon state and a superposition of coherent states, using two differently phase-matched parametric oscillators as primary resources. This technique enables achievement of a high fidelity with the targeted state and generation of the state in a well-controlled spatiotemporal mode.

We describe the reliable generation of non-Gaussian states of traveling optical fields, including single-photon states and coherent state superpositions, using a conditional preparation method operated on the non-classical light emitted by optical parametric oscillators. Type-I and type-II phase-matched oscillators are considered and common procedures, such as the required frequency filtering or the high-efficiency quantum state characterization by homodyning, are detailed.

Sürekli dalga Optik Parametrik Osilatörler ile Işığın kuantum Devlet Mühendislik

Engineering non-classical states of the electromagnetic field is a central quest for quantum optics1,2. Beyond their fundamental significance, such states ...

Investigating Single Molecule Adhesion by Atomic Force Spectroscopy

Atomic force spectroscopy is an ideal tool to study molecules at surfaces and interfaces. An experimental protocol to couple a large variety of single molecules covalently onto an AFM tip is presented. At the same time the AFM tip is passivated to prevent unspecific interactions between the tip and the substrate, which is a prerequisite to study single molecules attached to the AFM tip. Analyses to determine the adhesion force, the adhesion length, and the free energy of these molecules on solid surfaces and bio-interfaces are shortly presented and external references for further reading are provided. Example molecules are the poly(amino acid) polytyrosine, the graft polymer PI-g-PS and the phospholipid POPE (1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine). These molecules are desorbed from different surfaces like CH3-SAMs, hydrogen terminated diamond and supported lipid bilayers under various solvent conditions. Finally, the advantages of force spectroscopic single molecule experiments are discussed including means to decide if truly a single molecule has been studied in the experiment.

A protocol to couple a large variety of single molecules covalently onto an AFM tip is presented. Procedures and examples to determine the adhesion force and free energy of these molecules on solid supports and bio-interfaces are provided.

Atomik Kuvvet Spektroskopi Tek Molekül Yapışma incelenmesi

Atomic force spectroscopy is an ideal tool to study molecules at surfaces and interfaces. An experimental protocol to couple a large variety of single ...

Surface Enhanced Raman Spectroscopy Detection of Biomolecules Using EBL Fabricated Nanostructured Substrates

Fabrication and characterization of conjugate nano-biological systems interfacing metallic nanostructures on solid supports with immobilized biomolecules is reported. The entire sequence of relevant experimental steps is described, involving the fabrication of nanostructured substrates using electron beam lithography, immobilization of biomolecules on the substrates, and their characterization utilizing surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Three different designs of nano-biological systems are employed, including protein A, glucose binding protein, and a dopamine binding DNA aptamer. In the latter two cases, the binding of respective ligands, D-glucose and dopamine, is also included. The three kinds of biomolecules are immobilized on nanostructured substrates by different methods, and the results of SERS imaging are reported. The capabilities of SERS to detect vibrational modes from surface-immobilized proteins, as well as to capture the protein-ligand and aptamer-ligand binding are demonstrated. The results also illustrate the influence of the surface nanostructure geometry, biomolecules immobilization strategy, Raman activity of the molecules and presence or absence of the ligand binding on the SERS spectra acquired.

We describe the fabrication and characterization of nano-biological systems interfacing nanostructured substrates with immobilized proteins and aptamers. The relevant experimental steps involving lithographic fabrication of nanostructured substrates, bio-functionalization, and surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) characterization, are reported. SERS detection of surface-immobilized proteins, and probing of protein-ligand and aptamer-ligand binding is demonstrated.

Yüzey EBL Fabrikasyon Nanostructured Alt Tabakalar Kullanma biyomoleküllerin Raman Spektroskopisi Algılama Geliştirilmiş

Fabrication and characterization of conjugate nano-biological systems interfacing metallic nanostructures on solid supports with immobilized biomolecules ...

Silicon Metal-oxide-semiconductor Quantum Dots for Single-electron Pumping

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by quantum mechanical effects such as tunneling through single dopants, scattering via interface defects, and discrete trap charge states. However, progress in silicon technology has shown that these phenomena can be harnessed and exploited for a new class of quantum-based electronics. Among others, multi-layer-gated silicon metal-oxide-semiconductor (MOS) technology can be used to control single charge or spin confined in electrostatically-defined quantum dots (QD). These QD-based devices are an excellent platform for quantum computing applications and, recently, it has been demonstrated that they can also be used as single-electron pumps, which are accurate sources of quantized current for metrological purposes. Here, we discuss in detail the fabrication protocol for silicon MOS QDs which is relevant to both quantum computing and quantum metrology applications. Moreover, we describe characterization methods to test the integrity of the devices after fabrication. Finally, we give a brief description of the measurement set-up used for charge pumping experiments and show representative results of electric current quantization.

The fabrication process and experimental characterization techniques relevant to single-electron pumps based on silicon metal-oxide-semiconductor quantum dots are discussed.

Tek elektron pompalayabilme için Silikon Metal-oksit-yarıiletken Kuantum Noktaları

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by ...

Resonance Raman Spectroscopy of Extreme Nanowires and Other 1D Systems

This paper briefly describes how nanowires with diameters corresponding to 1 to 5 atoms can be produced by melting a range of inorganic solids in the presence of carbon nanotubes. These nanowires are extreme in the sense that they are the limit of miniaturization of nanowires and their behavior is not always a simple extrapolation of the behavior of larger nanowires as their diameter decreases. The paper then describes the methods required to obtain Raman spectra from extreme nanowires and the fact that due to the van Hove singularities that 1D systems exhibit in their optical density of states, that determining the correct choice of photon excitation energy is critical. It describes the techniques required to determine the photon energy dependence of the resonances observed in Raman spectroscopy of 1D systems and in particular how to obtain measurements of Raman cross-sections with better than 8% noise and measure the variation in the resonance as a function of sample temperature. The paper describes the importance of ensuring that the Raman scattering is linearly proportional to the intensity of the laser excitation intensity. It also describes how to use the polarization dependence of the Raman scattering to separate Raman scattering of the encapsulated 1D systems from those of other extraneous components in any sample.

The paper describes a method for producing extreme nanowires by melt infiltration into carbon nanotubes and how 1D systems may be characterized and investigated using Resonance Raman Spectroscopy to determine vibrational and optical excitation energies.

Aşırı Nanotel ve Diğer 1D Sistemleri Rezonans Raman Spektroskopisi

This paper briefly describes how nanowires with diameters corresponding to 1 to 5 atoms can be produced by melting a range of inorganic solids in the ...

High Resolution Phonon-assisted Quasi-resonance Fluorescence Spectroscopy

High resolution optical spectroscopy methods are demanding in terms of either technology, equipment, complexity, time or a combination of these. Here we demonstrate an optical spectroscopy method that is capable of resolving spectral features beyond that of the spin fine structure and homogeneous linewidth of single quantum dots (QDs) using a standard, easy-to-use spectrometer setup. This method incorporates both laser and photoluminescence spectroscopy, combining the advantage of laser line-width limited resolution with multi-channel photoluminescence detection. Such a scheme allows for considerable improvement of resolution over that of a common single-stage spectrometer. The method uses phonons to assist in the measurement of the photoluminescence of a single quantum dot after resonant excitation of its ground state transition. The phonon&#39;s energy difference allows one to separate and filter out the laser light exciting the quantum dot. An advantageous feature of this method is its straight forward integration into standard spectroscopy setups, which are accessible to most researchers.

The manuscript describes a method of phonon-assisted quasi-resonant fluorescence spectroscopy that incorporates both laser-limited resolution and photoluminescence (PL) spectroscopy. This method utilizes optical phonons to provide linewidth-limited resolution spectra of atom-like semiconductor structures in the energy domain. The method is also easily realized with a single spectrometer optical spectroscopy setup.

Yüksek Çözünürlüklü Fonon destekli Yarı-rezonans Floresans Spektroskopisi

High resolution optical spectroscopy methods are demanding in terms of either technology, equipment, complexity, time or a combination of these. Here we ...

Free-form Light Actuators &#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted researchers&#39; attention in many fields. Most of the studies focused on macroscopic LCE structures (films, fibers) and their miniaturization is still in its infancy. Recently developed lithography techniques, e.g., mask exposure and replica molding, only allow for creating 2D structures on LCE thin films. Direct laser writing (DLW) opens access to truly 3D fabrication in the microscopic scale. However, controlling the actuation topology and dynamics at the same length scale remains a challenge.
In this paper we report on a method to control the liquid crystal (LC) molecular alignment in the LCE microstructures of arbitrary three-dimensional shape. This was made possible by a combination of direct laser writing for both the LCE structures as well as for micrograting patterns inducing local LC alignment. Several types of grating patterns were used to introduce different LC alignments, which can be subsequently patterned into the LCE structures. This protocol allows one to obtain LCE microstructures with engineered alignments able to perform multiple opto-mechanical actuation, thus being capable of multiple functionalities. Applications can be foreseen in the fields of tunable photonics, micro-robotics, lab-on-chip technology and others.

Free-form Light Actuators &amp;#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Here, we fabricate 3D polymeric micro/nano structures in which both the shape and the molecular alignment can be engineered with nanometer scale accuracy by the use of direct laser writing. Light induced deformation of several types of liquid crystalline elastomer microstructures can be controlled in the microscopic scale.

Serbest biçimli Işık Aktüatörler - Mikroskobik Ölçeğinde imalat ve çalıştırma Kontrolü

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted ...

Probing C84-embedded Si Substrate Using Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

This paper reports an array-designed C84-embedded Si substrate fabricated using a controlled self-assembly method in an ultra-high vacuum chamber. The characteristics of the C84-embedded Si surface, such as atomic resolution topography, local electronic density of states, band gap energy, field emission properties, nanomechanical stiffness, and surface magnetism, were examined using a variety of surface analysis techniques under ultra, high vacuum (UHV) conditions as well as in an atmospheric system. Experimental results demonstrate the high uniformity of the C84-embedded Si surface fabricated using a controlled self-assembly nanotechnology mechanism, represents an important development in the application of field emission display (FED), optoelectronic device fabrication, MEMS cutting tools, and in efforts to find a suitable replacement for carbide semiconductors. Molecular dynamics (MD) method with semi-empirical potential can be used to study the nanoindentation of C84-embedded Si substrate. A detailed description for performing MD simulation is presented here. Details for a comprehensive study on mechanical analysis of MD simulation such as indentation force, Young&#39;s modulus, surface stiffness, atomic stress, and atomic strain are included. The atomic stress and von-Mises strain distributions of the indentation model can be calculated to monitor deformation mechanism with time evaluation in atomistic level.

Probing C84-embedded Si Substrate Using Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

This paper reports the nanomaterial fabrication of a fullerene Si substrate inspected and verified by nanomeasurements and molecular dynamic simulation.

C problama<sub&gt; 84</sub&gt; Taramalı Uç Mikroskobu ve Molecular Dynamics Kullanarak Si Maddesini Gömülü

This paper reports an array-designed C84-embedded Si substrate fabricated using a controlled self-assembly method in an ultra-high vacuum chamber. The ...

Applying X-ray Imaging Crystal Spectroscopy for Use as a High Temperature Plasma Diagnostic

X-ray spectra provide a wealth of information on high temperature plasmas; for example electron temperature and density can be inferred from line intensity ratios. By using a Johann spectrometer viewing the plasma, it is possible to construct profiles of plasma parameters such as density, temperature, and velocity with good spatial and time resolution. However, benchmarking atomic code modeling of X-ray spectra obtained from well-diagnosed laboratory plasmas is important to justify use of such spectra to determine plasma parameters when other independent diagnostics are not available. This manuscript presents the operation of the High Resolution X-ray Crystal Imaging Spectrometer with Spatial Resolution (HIREXSR), a high wavelength resolution spatially imaging X-ray spectrometer used to view hydrogen- and helium-like ions of medium atomic number elements in a tokamak plasma. In addition, this manuscript covers a laser blow-off system that can introduce such ions to the plasma with precise timing to allow for perturbative studies of transport in the plasma.

X-ray spectra provide a wealth of information on high temperature plasmas. This manuscript presents the operation of a high wavelength resolution spatially imaging X-ray spectrometer used to view hydrogen- and helium-like ions of medium atomic number elements in a tokamak plasma.