This work was supported by the Department of Energy under the FPACE program (DE-EE0005398), the Ohio State University Institute for Materials Research, and the Ohio Office of Technology Investments&#8217; Third Frontier Program.

Bu protokol okuyucu standart SEM operasyon çalışan bir anlayışa sahip olacak bir varsayımı ile yazılmıştır. Üreticiler, model ve hatta yazılım sürümüne bağlı olarak, her SEM önemli ölçüde farklı donanım ve / veya yazılım arayüzleri olabilir. aynı alet iç konfigürasyonu ile ilgili olarak söz konusu olabilir; kutup-parçası ile temas yapmak için bir risk teşkil edebilir, örnek büyüklüğü / geometri, numune oryantasyon (tilt, döndürme) bile nispeten küçük değişiklikler gibi, bu protokolü takip ve mesafe çalışırken operatör, özellikle dikkatli ve gözlemci olmalı olup eucentric yükseklikte. Burada verilen talimatların bu işi gerçekleştirmek için kullanılan alet içindir, saha emisyon silah ve bir standart ile donatılmış bir FEI Sirion SEM, kutup parçalı halka şeklindeki Si backscatter dedektörü, monte edilmiş. Bu nedenle, okuyucunun kendi özel ekipman eşdeğer eylemleri gerçekleştirmek için anlamak şarttır. </p&gt; 1. Numune Hazırlama <ol><li> Bu monte SEM örnek büyüklüğüne bağlı olarak, uygun bir boyutu Ayrılma ve örnek, bu çalışma için boşluk / Si, kullanılacak. Not: Örnek 5 mm x 5 mm kadar küçük ya da çok temiz olmalıdır SEM ve boş odacık space.The numune yüzeyinden iç geometrisine bağlı olarak, (4 inç uzunluğunda), tam bir gofret kadar büyük olabilir ve kanallığını rahatsız edecek kontaminasyon (örn., kristal ya da amorf yerli oksitler) ücretsiz. </li><li> SEM numune montaj üzerine numuneyi yerleştirin. Not: Montaj yöntemi genellikle kullanılan SEM saplama türüne bağlı olarak bir klip tarzı ya da bazı yapıştırıcı aracılığıyla ya değişebilir (örneğin, karbon bant, gümüş boya.). yerleştirme yöntemi örnek hareket edeceğini ve elektriksel örnek yüklenmeyi önlemek için topraklı olduğundan emin olmalısınız. </li></ol> 2. Yük Numune <ol><li> Içinde &#39;Vent&#39; butonuna tıklayarak SEM Ventyazılım arayüzü ve atmosferik basınç ulaştıktan sonra örnek yerleştirin. </li><li> SEM kapıyı kapatmadan önce, SEM geçmeden üzerine BSE dedektör grev etmeyecek şekilde örnek uygun bir yükseklikte olduğundan emin olun. </li><li> Yazılım arayüzünde &#39;Pump&#39; butonuna tıklayarak SEM aşağı Pump. Sistem basıncı ölçümleri başlatmak için yeterince düşük olduğunu gösterir kadar bekleyin. </li></ol> 3. Set Uygun Çalışma Koşulları <ol><li> &#39;Beam&#39; kontrol alanı kontrol düğmesi ile elektron ışını açın ve yazılım arayüzü &#39;Beam&#39; açılan menü üzerinden hızlanan voltaj ayarlayın. Burada sunulan çalışma için, 25 kV kullanıldı. </li><li> &#39;Beam&#39; açılan menü üzerinden uygun bir değere ışın akımını ayarlayın. Bu 5 (yaklaşık 2.4 nA) olarak ayarlandı nokta boyutu ayarı, yoluyla Burada kullanılan sistem içinde belirlenir. Not: Yüksek demet akımı genellikle gerekli because KEYK sinyali genellikle zayıf ve daha ayırt görüntü için izin veren geçerli büyüktür. </li><li> Ikincil elektron dedektörü kullanarak, yazılım arayüzü üzerinden görüntü odak ve stigmation ayarlayın. Not: Bu sağ tıklayarak ve yazılım arayüzü üzerinde fareyi sürükleyerek burada yapılır; odak için dikey, yatay stigmation. Ayrıca, odak / stigmation ayarı için net bir konu sağlamak için numune üzerinde küçük bir parçacık veya yüzey özelliği bulmak için genellikle yararlı olur. </li><li> Aşamalı sahneye Z pozisyonunu değiştirerek ve gerektiği gibi odak ve stigmation ayarlayarak dikey çalışma mesafesi içine örnek taşıyın. Z pozisyon yazılım arayüzü &#39;Sahne Alanı&#39;nın&#39; kontrol alanında &#39;Z&#39; açılır menü aracılığıyla değiştirilir. Burada açıklanan çalışma için, 5 mm&#39;lik bir çalışma mesafesi eucentric yükseklikte aynı yerleştirilir ve güçlü bir ECCI sinyal verdi. </li></ol> 4. Visualize Numune ECP &lt;ol&gt; <li> Yazılım arayüzünde &#39;Dedektörleri&#39; açılan menü aracılığıyla BSE moduna geçin. </li><li> ECP görselleştirmek için, anahtarı (-) bilgisayar klavye eksi aracılığıyla burada yapılır en düşük ayara getirin (27x), büyütme azaltın. </li><li> Yeterli sinyal-gürültü (örn., Yavaş tarama ziyade TV modunda) bir görüntü sağlamak için, &#39;Tarama&#39; açılan menü üzerinden Burada yapılan tarama hızı, ayarlayın. Not: Ortalama alma ya da görüntü entegre bir net, daha ayırt edilebilir bir görüntü elde etmek için gerekli olabilir. </li><li> Doygunluğa için dikkatli olmak, ECP görünürlüğünü artırmaya yardımcı olmak için, &#39;Kontrast&#39; ve &#39;parlaklık&#39; sürgü ile burada başarılı görüntü kontrastını ve parlaklığını, ayarlayın. </li><li> Kanallık desen özellikleri daha belirgin hale getirmek için, &#39;R&#39; ve yazılım arayüzü &#39;Sahne Alanı&#39;nın&#39; kontrol alanında &#39;T&#39; girdileri kullanarak, örnek döndürmeyi ayarlayın ve yatırın. Örnek rotat(Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi), iyon ECP bir dönme neden olur ve (Şekil 3&#39;te gösterildiği gibi), devirme ECP bir çeviri neden olur. </li></ol> 5. Görüntü Hataları / Özellikler <ol><li> Aşama 4,5 anlatıldığı gibi istenilen kırınım durumunu ayarlamak için, numune tilt ve döndürme ayarlayın. Hedef Kikuchi bant kenarını hizalamak için ECP çeviri ve / veya çevirerek Bunu başarmak (örneğin, parlak Kikuchi bandı ve ilişkili koyu Kikuchi hattı arasındaki dönüm noktası) SEM optik ekseni ile. Maksimum celse aslında Kikuchi hattında meydana iken, burada açıklanan yöntemde hizalama görselleştirme karanlık ve aydınlık kontrast düzeyleri hem kusurları için kontrast (bkz Şekiller 4 ve 5). Sağlar </li><li> İstenen kırılma koşulu elde edildikten sonra, klavyede artı (+) tuşu ile burada yapılan büyütme artırmak. </li><li> Bu görüntü yönlendirmesi ve aşama 3.2&#39;de tarif edildiği gibi, stigmation ayarlamak. Not: Burada focus ve stigmation en spesifik kusur / özellik görüntülü göre ayarlanır. </li><li> Bandın kenarından küçük sapmalar hedef defekt veya özellik görünümünde büyük farklılıklar yapabilirsiniz, çünkü olurken, (dik ilgi Kikuchi bandı / hattına örnek eğim ayarlamalar fazla küçük yaparak kırılma durumunu optimize Maksimum kontrast için belirli bir özelliği izliyor. (Kikuchi hattı doğru) bandın dışına doğru hareket ederken Kikuchi bandının içine doğru hareket tipik &quot;parlak&quot; özelliklerinin göreli kontrastı azaltır unutmayın genellikle göreceli kontrast azaltacaktır &quot;karanlık&quot; özellikleri. </li><li> İstenilen kontrast elde edildikten sonra, aynı grup hala ya da çok optik eksenine yakın olduğunu doğrulamak için büyütme azaltmak; Çok fazla eğim tamamen kırılma durumunu değiştirebilirsiniz. </li></ol>

<ol>
	<li>Zaefferer, S., Elhami, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theory+and+application+of+electron+channelling+contrast+imaging+under+controlled+diffraction+conditions.">Theory and application of electron channelling contrast imaging under controlled diffraction conditions.</a> Acta Mater. 75, 20-50 (2014).</li><li>Crimp, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A.+Scanning+electron+microscopy+imaging+of+dislocations+in+bulk+materials,+using+electron+channeling+contrast.">A. Scanning electron microscopy imaging of dislocations in bulk materials, using electron channeling contrast.</a> Microsc. Res. Tech. 69 (5), 374-381 (2006).</li><li>Joy, D. C., Newbury, D. E., Davidson, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+channeling+patterns+in+the+scanning+electron+microscope.">Electron channeling patterns in the scanning electron microscope.</a> J. Appl. Phys. 53 (8), R81-R122 (1982).</li><li>Williams, D. B., Carter, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science. , (2009).</li><li>Picard, Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Future+Prospects+for+Defect+and+Strain+Analysis+in+the+SEM+via+Electron+Channeling.">Future Prospects for Defect and Strain Analysis in the SEM via Electron Channeling.</a> Micros. Today. 20 (2), 12-16 (2012).</li><li>Naresh-Kumar, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+Nondestructive+Analysis+of+Threading+Dislocations+in+Wurtzite+Materials+Using+the+Scanning+Electron+Microscope.">Rapid Nondestructive Analysis of Threading Dislocations in Wurtzite Materials Using the Scanning Electron Microscope.</a> Phys. Rev. Lett. 108 (13), 135503 (2012).</li><li>Naresh-Kumar, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+channeling+contrast+imaging+studies+of+nonpolar+nitrides+using+a+scanning+electron+microscope.">Electron channeling contrast imaging studies of nonpolar nitrides using a scanning electron microscope.</a> Appl. Phys. Lett. 102 (14), 142103 (2013).</li><li>Kamaladasa, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identifying+threading+dislocations+in+GaN+films+and+substrates+by+electron+channelling.">Identifying threading dislocations in GaN films and substrates by electron channelling.</a> J. Microsc. 244 (3), 311-319 (2011).</li><li>Picard, Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nondestructive+analysis+of+threading+dislocations+in+GaN+by+electron+channeling+contrast+imaging.">Nondestructive analysis of threading dislocations in GaN by electron channeling contrast imaging.</a> Appl. Phys. Lett. 91 (9), 094106 (2007).</li><li>Picard, Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+channeling+contrast+imaging+of+atomic+steps+and+threading+dislocations+in+4H-SiC.">Electron channeling contrast imaging of atomic steps and threading dislocations in 4H-SiC.</a> Appl. Phys. Lett. 90 (23), 234101 (2007).</li><li>Picard, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epitaxial+SiC+Growth+Morphology+and+Extended+Defects+Investigated+by+Electron+Backscatter+Diffraction+and+Electron+Channeling+Contrast+Imaging.">Epitaxial SiC Growth Morphology and Extended Defects Investigated by Electron Backscatter Diffraction and Electron Channeling Contrast Imaging.</a> J. Electron. Mater. 37 (5), 691-698 (2008).</li><li>Wilkinson, A. J. <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+strain+distributions+in+partially+relaxed+In0.2Ga0.8As+on+GaAs+using+electron+channelling+contrast+imaging.">Observation of strain distributions in partially relaxed In0.2Ga0.8As on GaAs using electron channelling contrast imaging.</a> Philos. Mag. Lett. 73 (6), 337-344 (1996).</li><li>Wilkinson, A. J., Anstis, G. R., Czernuszka, J. T., Long, N. J., Hirsch, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+Channeling+Contrast+Imaging+of+Interfacial+Defects+in+Strained+Silicon-Germanium+Layers+on+Silicon.">Electron Channeling Contrast Imaging of Interfacial Defects in Strained Silicon-Germanium Layers on Silicon.</a> Philos. Mag. A. 68 (1), 59-80 (1993).</li><li>Carnevale, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+misfit+dislocation+characterization+in+heteroepitaxial+III-V/Si+thin+films+by+electron+channeling+contrast+imaging.">Rapid misfit dislocation characterization in heteroepitaxial III-V/Si thin films by electron channeling contrast imaging.</a> Appl. Phys. Lett. 104 (23), 232111 (2014).</li><li>Kvam, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+of+dislocations+and+antiphase+(inversion)+domain+boundaries+in+III&#8211;V/IV+heteroepitaxy.">Interactions of dislocations and antiphase (inversion) domain boundaries in III&#8211;V/IV heteroepitaxy.</a> J. Electron. Mater. 23 (10), 1021-1026 (1994).</li><li>Grassman, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+and+elimination+of+nucleation-related+defects+in+GaP/Si(001)+heteroepitaxy.">Control and elimination of nucleation-related defects in GaP/Si(001) heteroepitaxy.</a> Appl. Phys. Lett. 94 (23), 232106 (2009).</li><li>Grassman, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleation-related+defect-free+GaP/Si(100)+heteroepitaxy+via+metal-organic+chemical+vapor+deposition.">Nucleation-related defect-free GaP/Si(100) heteroepitaxy via metal-organic chemical vapor deposition.</a> Appl. Phys. Lett. 102 (14), 142102 (2013).</li><li>Volz, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GaP-nucleation+on+exact+Si(001)+substrates+for+III/V+device+integration.">GaP-nucleation on exact Si(001) substrates for III/V device integration.</a> J. Cryst. Growth. 315 (1), 37-47 (2011).</li><li>Beyer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GaP+heteroepitaxy+on+Si(001):+Correlation+of+Si-surface+structure,+GaP+growth+conditions,+and+Si-III/V+interface+structure.">GaP heteroepitaxy on Si(001): Correlation of Si-surface structure, GaP growth conditions, and Si-III/V interface structure.</a> J. Appl. Phys. 111 (8), 083534 (2012).</li><li>Touloukian, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Thermal Expansion: Nonmetallic Solids. , (1977).</li><li>Yamaguchi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dislocation+density+reduction+in+heteroepitaxial+III-V+compound+films+on+Si+substrates+for+optical+devices.">Dislocation density reduction in heteroepitaxial III-V compound films on Si substrates for optical devices.</a> J. Mater. Res. 6 (2), 376-384 (1991).</li><li>Nemanich Ware, R. J., Gray, J. L., Hull, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+a+nonorthogonal+pattern+of+misfit+dislocation+arrays+in+SiGe+epitaxy+on+high-index+Si+substrates.">Analysis of a nonorthogonal pattern of misfit dislocation arrays in SiGe epitaxy on high-index Si substrates.</a> J. Appl. Phys. 95 (1), 115-122 (2004).</li><li>Ghandhi Ayers, S. K., Schowalter, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystallographic+tilting+of+heteroepitaxial+layers.">Crystallographic tilting of heteroepitaxial layers.</a> J. Cryst. Growth. 113 (3-4), 430-440 (1991).</li><li>Yamane, T., Kawai, Y., Furukawa, H., Okada, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+low+defect+density+GaP+layers+on+Si+substrates+within+the+critical+thickness+by+optimized+shutter+sequence+and+post-growth+annealing.">Growth of low defect density GaP layers on Si substrates within the critical thickness by optimized shutter sequence and post-growth annealing.</a> J. Cryst. Growth. 312 (15), 2179-2184 (2010).</li><li>Jimbo Soga, T., Umeno, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dislocation+Generation+Mechanisms+For+GaP+On+Si+Grown+By+Metalorganic+Chemical-Vapor-Deposition.">Dislocation Generation Mechanisms For GaP On Si Grown By Metalorganic Chemical-Vapor-Deposition.</a> Appl. Phys. Lett. 63 (18), 2543-2545 (1993).</li><li>Weidner, A., Martin, S., Klemm, V., Martin, U., Biermann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stacking+faults+in+high-alloyed+metastable+austenitic+cast+steel+observed+by+electron+channelling+contrast+imaging.">Stacking faults in high-alloyed metastable austenitic cast steel observed by electron channelling contrast imaging.</a> Scripta Mater. 64 (6), 513-516 (2011).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

25 kV bir hızlandırma voltajı, bu çalışma için kullanıldı. hızlanan voltaj elektron ışını penetrasyon derinliğini belirler; yüksek hızlanan gerilimi ile, numunedeki büyük derinliklerinden gelen BSE sinyal olacaktır. Bu arayüzde gömülü numunenin yüzeyinden uzak çıkıkları, görünürlüğü sağlayan yüksek olması nedeniyle hızlanan voltaj bu sistem için seçildi. Kusurlar diğer tipleri / özellikler örnek tipine bağlı olarak, farklı hızlandırma voltajında ​​daha fazla veya dah...

Kristal kusurları ve mikro detaylı karakterizasyonu cihaz performansı üzerinde önemli, zararlı bir etkiye sahip olabilir yarı iletken malzemeler ve bu tür kusurları beri cihaz araştırma hayati önem yönüdür. Çıkıkları, istifleme faylar, ikizler, antifaz etki, vb - - Şu anda, transmisyon elektron mikroskobu (TEM) genişletilmiş kusurların detaylı karakterizasyonu için en yaygın kabul gören ve kullanılan bir tekniktir o bol olan kusurların çeşitli doğrudan görüntüleme olanak verdiğinden uzamsal çözünürlük. Ne yazık ki, TEM nedeniyle araştırma ve geliştirme döngüleri önemli gecikmeler ve darboğazlar yol açabilir uzun numune hazırlama süreleri, bir temelde düşük hacimli bir yaklaşımdır. Buna ek olarak, örneğin, yetiştirilen streyn durumunda açısından olduğu gibi, numunenin bütünlüğü, hileli sonuçlar için fırsat bırakarak, numune hazırlama sırasında değiştirilebilir. Elektron kanallık işbirliğintrast görüntüleme (ECCI) bir tamamlayıcı olan ve aynı genişletilmiş kusurları görüntülenmesi için bir alternatif, yüksek verimli bir yaklaşım sağlar, bazı durumlarda potansiyel olarak birçok teknik, TEM. Epitaksiyel malzemeler durumunda, numuneler KEYK daha fazla zaman verimli hale hiçbir hazırlık az ihtiyacımız var. Ayrıca avantajlı KEYK backscatter elektron (BSE) detektörü monte edilmiş standart halka şeklindeki kutup parça ile donatılmış, sadece saha emisyon taramalı elektron mikroskobu (SEM) gerektirir gerçektir; forescatter geometrisi de kullanılabilir, ama biraz daha özel ekipman gerektirir ve burada ele değil edilebilir. KEYK sinyali esnek olmayan iki- benzer, arka yüzeyine yoluyla örnek mümkün kaçış in-gidiyor ve çok sayıda ilave inelastik saçılma olayları ile kanallı ışını (elektron dalga ön). 1 arasında dağılmış olan elektronların oluşur kiriş TEM, bu orie tarafından SEM belirli kırılma koşullarında KEYK gerçekleştirmek mümkündürkalıpları (ECP&#39;ler) kanalize düşük büyütme elektron kullanılarak saptandığı haliyle, bir olay, elektron demeti sağlayan bir kristalografik Bragg durumu (örneğin, kanal) ve böylece örnek nting 1,2 bir örnek için Şekil 1 &#39;e bakınız. Basitçe, ECP&#39;ler olay elektron ışını kırınımı / kanalize bir oryantasyon uzay temsilini sağlamak. Düşük backscatter sinyalinden kaynaklanan 3 Karanlık hatları ise güçlü Kanallama verir Bragg koşullar karşılandığında (yani., Kikuchi çizgileri) ışın numune yönelimleri, işaret Parlak bölgeler, yüksek backscatter olmayan difraktif durumları gösterir. Giden elektron kırınımı yoluyla oluşturulur elektron backscatter kırınımı (EBSD) ya da TEM yoluyla üretilen Kikuchi desen, aksine, ECP&#39;ler olay elektron kırınımı / kanalize bir sonucudur. Uygulamada, KEYK kontrollü kırılma koşulları Örnek yönünü ayarlanmasıyla elde edilmektedir, hacDüşük büyütme altında ia eğilme ve / veya rotasyon gibi ilgi iyi tanımlanmış Bragg koşulunu temsil eden ECP özelliği, - örneğin, bir [400] veya [220] Kikuchi bant / hat - SEM optik ekseni ile kesişen . Çünkü olay elektron demetinin açısal aralığının sonuçtaki kısıtlama, daha sonra yüksek büyütmede Geçiş etkili ideal sadece seçilmiş kırılma durumundan saçılma karşılık gelen BSE sinyal seçer. Bu şekilde bu tür çıkıklar olarak, kırınım kontrast sağlamak kusurları gözlemlemek mümkündür. Sadece TEM gibi bu tür arızalardan tarafından sunulan görüntüleme kontrast standart görünmezlik kriterlerine göre belirlenir, g · (u x b) = 0 ve g · g Burgers vektörü b kırınım vektörü temsil b = 0, ve u hat yönü. 4 Buhakkında bilgi içerecektir kusur bozuk uçakları sadece Kırınan elektronlar kusur söyledi çünkü fenomen oluşur. Bugüne kadar, ECCI ağırlıklı yakın veya GaSb, 5 SrTiO 3, 5 GaN, 6-9 ve SiC gibi fonksiyonel malzemeler örnek yüzeyinde görüntü özellikleri ve kusurlar için kullanılmıştır. 10,11 Bu sınırlama yüzeyi sonucudur 100 nm - sinyali oluşturan BSE yaklaşık 10 derinlik aralığında gelen burada KEYK sinyalinin kendisi, -duyarlı doğası. Bu derinlik çözünürlüğü sınırı en önemli katkısı olduğunu genişletilmesi ve sönümleme in-gidiş nedeniyle azaltır saçılma olaylar elektron kaybı, kristal içine derinliğinin bir fonksiyonu olarak, elektron dalga ön (kanalize elektronlar) maksimum potansiyel BSE sinyal. 1 Bununla birlikte, derinlik çözünürlüğü bir miktar Si 1-x Ge x / Si ve önceki çalışmalarında bildirilmiştirX Ga 1-x son zamanlarda (ve burada) KEYK kafes uyumsuz heteroepitaxial arayüzünde gömülü görüntü uyumsuz çıkıkları için kullanılan 14 GaP / Si heteroyapıların üzerine yazarlar tarafından / GaAs heteroyapıların, 12,13 yanı sıra As 100 nm&#39;ye kadar (muhtemelen mümkün olan yüksek derinliklerde) derinlikleri. Burada ayrıntılı çalışma için, KEYK epitaxially Si (001) yetiştirilen GAP, fotovoltaik ve optoelektronik gibi alanlarda doğru uygulama ile bir kompleks malzemeler entegrasyon sistemini incelemek için kullanılır. GaP / Si metamorfik entegrasyonu için potansiyel bir yol olarak özel ilgi (kafes-uyumsuz) III-V yarı iletkenler maliyetli Si yüzeylerde. Uzun yıllar boyunca bu yönde çabalar antifaz etki de dahil olmak üzere farklı bağlarla çekirdeklenme ile ilgili kusurları çok sayıda, istifleme faylar ve microtwins kontrolsüz nesil boğulmuş edilmiştir. Bu kusurlar cihaz performansı için zararlıdır, bilhassanedeniyle onlar taşıyıcı rekombinasyon merkezleri gibi davranan, elektriksel olarak aktif olabilir ve aynı zamanda yüksek çıkığı yoğunluklarına lider, arayüzey çıkığı kayma engelleyebilir gerçeği likle fotovoltaik. 15 Ancak, son yazarlar tarafından çabaları ve diğerleri başarılı geliştirilmesine yol açmıştır Bu çekirdeklenme ile ilgili arızaları GaP-on-Si filmleri üretebilir epitaksiyel süreçlerin, 16-19 böylelikle sürekli ilerlemenin önünü. Bununla birlikte, çünkü GaP ve Si (oda sıcaklığında% 0.37) arasındaki küçük, ama ihmal edilemeyecek, kafes uyumsuzluğu, uyumsuz çıkıkları nesil kaçınılmaz ve tamamen rahat epilayers üretmek için gerçekten gereklidir. GaP, onun FCC merkezli çinko blende yapısıyla, glissile ve uzun net kayma uzunlukları sayesinde zorlanma büyük miktarda rahatlatmak kayma sistemi, 60 ° tip çıkıklar verim (karışık kenar ve vida) eğilimindedir. Ek karmaşıklığı da uyuşmazlıkla tarafından tanıtıldı(Tipik büyüme sıcaklıklarında yani., ≥% 0.5 uyumsuz) artan sıcaklık ile artan bir kafes uyumsuzluğu sonuçlanır GaP ve Si ısıl genleşme katsayıları. 20 Çünkü birlikte (misfit çıkığı döngü kalan makyaj parçacığı çıkığı segmentleri arayüzey uyumsuz ve kristal yüzey) de ilişkili olmayan ışınım taşıyıcı rekombinasyon özellikleri bilinmektedir ve böylece bozulmuş cihaz performansı, 21 tam sayıları minimize edilebilir şekilde onların doğasını ve evrimini anlamak önemlidir. Arayüzey uyumsuz çıkıkları detaylı karakterizasyonu ve böylece sistemin çıkığı dinamikleri hakkında bilgi önemli bir miktarda sağlayabilir. Burada, biz KEYK gerçekleştirmek ve yetenekleri ve güçlü örnekler sunmak için SEM kullanarak protokol açıklar. Burada önemli bir ayrım KEYK&#39;in kullanılması mikroyapı characteri yapmaktırtür kıymetleştirme tipik olarak önemli ölçüde azaltılmış numune hazırlama ihtiyaçlarına önemli ölçüde daha kısa bir zaman dilimi içinde KEYK eşdeğer veri sağlayan ise, TEM aracılığıyla gerçekleştirilir ama; nispeten pürüzsüz yüzeyleri olan epitaksiyel numuneler durumunda olmak üzere, etkili bir şekilde, tüm gerekli herhangi bir numune hazırlama yoktur. kusurları ve uyumsuz dislokasyonlar genel karakterizasyonu için KEYK&#39;in kullanımı Resim gözlemlenen kristal kusurlarının örneklerle açıklanmaktadır. arayüzey uyumsuz çıkıkları bir dizi gözlenen görüntüleme kontrast görünmezlik kriterlerinin etkisi daha sonra açıklanmıştır. TEM gibi veri sağlayan, ancak bir kolaylık - çıkık çekirdeklenmesi için GaP-on-Si kritik kalınlığı belirlemek için bu durumda bir çalışma - Bu KEYK karakterizasyonu önemli modları gerçekleştirmek için nasıl kullanılabileceğini bir gösteri ile takip edilir SEM ve önemli ölçüde azaltılmış bir zaman dilimi içinde.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sirion Field Emission SEM</td>
			<td>FEI/Phillips</td>
			<td>516113</td>
			<td>Field emission SEM with beam voltage range of 200 V - 30 kV, equipped with a backscattered electron detector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sample of Interest</td>
			<td>Internally produced</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Synthesized/grown in-house via MOCVD</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PELCO SEMClip</td>
			<td>Ted Pella, Inc.</td>
			<td>16119-10</td>
			<td>Reusable, non-adhesive SEM sample stub (adhesive attachment will also work)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electron channeling contrast imaging for rapid iii-v heteroepitaxial characterization

Misfit dislocations in heteroepitaxial layers of GaP grown on Si(001) substrates are characterized through use of electron channeling contrast imaging (ECCI) in a scanning electron microscope (SEM). ECCI allows for imaging of defects and crystallographic features under specific diffraction conditions, similar to that possible via plan-view transmission electron microscopy (PV-TEM). A particular advantage of the ECCI technique is that it requires little to no sample preparation, and indeed can use large area, as-produced samples, making it a considerably higher throughput characterization method than TEM. Similar to TEM, different diffraction conditions can be obtained with ECCI by tilting and rotating the sample in the SEM. This capability enables the selective imaging of specific defects, such as misfit dislocations at the GaP/Si interface, with high contrast levels, which are determined by the standard invisibility criteria. An example application of this technique is described wherein ECCI imaging is used to determine the critical thickness for dislocation nucleation for GaP-on-Si by imaging a range of samples with various GaP epilayer thicknesses. Examples of ECCI micrographs of additional defect types, including threading dislocations and a stacking fault, are provided as demonstration of its broad, TEM-like applicability. Ultimately, the combination of TEM-like capabilities &#8211; high spatial resolution and richness of microstructural data &#8211; with the convenience and speed of SEM, position ECCI as a powerful tool for the rapid characterization of crystalline materials.

GaP / Bu çalışma için Si örnekleri yazarların daha önce bildirilen heteroepitaxial sürecinin ardından bir Aixtron 3 × 2 yakın birleştiğinde duş reaktöründe metal organik kimyasal buhar biriktirme (MOCVD) tarafından büyütüldü. 17 Tüm büyümeler 4 inç Si (gerçekleştirilmiştir [110] doğru 6 ° kasıtlı misorientation (kesimleri) ile 001) yüzeylerde. Tüm KEYK görüntüleme (kenara SEM içine yüklenmesi için, yaklaşık 1 cm x 1 cm parçaları elde etmek için bölünmesi ile ilgi...

Watch this Scientific Journal Video about Electron Channeling Contrast Imaging for Rapid III-V Heteroepitaxial Characterization at JoVE.com

Electron Channeling Contrast Imaging for Rapid III-V Heteroepitaxial Characterization

The use of electron channeling contrast imaging in a scanning electron microscope to characterize defects in III-V/Si heteroexpitaxial thin films is described. This method yields similar results to plan-view transmission electron microscopy, but in significantly less time due to lack of required sample preparation.

Rapid III-V Heteroepitaxial Karakterizasyonu için Elektron Channeling Kontrast Görüntüleme

Misfit dislocations in heteroepitaxial layers of GaP grown on Si(001) substrates are characterized through use of electron channeling contrast imaging ...

electron-channeling-contrast-imaging-for-rapid-iii-v-heteroepitaxial

Research

JoVE Journal

Engineering

10.9K Görüntüleme.  The Ohio State University. The use of electron channeling contrast imaging in a scanning electron microscope to characterize defects in III-V/Si heteroexpitaxial thin films is described. This method yields similar results to plan-view transmission electron microscopy, but in significantly less time due to lack of required sample preparation.

Video: Electron Channeling Contrast Imaging for Rapid III-V Heteroepitaxial Characterization

Spatial Separation of Molecular Conformers and Clusters

Gas-phase molecular physics and physical chemistry experiments commonly use supersonic expansions through pulsed valves for the production of cold molecular beams. However, these beams often contain multiple conformers and clusters, even at low rotational temperatures. We present an experimental methodology that allows the spatial separation of these constituent parts of a molecular beam expansion. Using an electric deflector the beam is separated by its mass-to-dipole moment ratio, analogous to a bender or an electric sector mass spectrometer spatially dispersing charged molecules on the basis of their mass-to-charge ratio. This deflector exploits the Stark effect in an inhomogeneous electric field and allows the separation of individual species of polar neutral molecules and clusters. It furthermore allows the selection of the coldest part of a molecular beam, as low-energy rotational quantum states generally experience the largest deflection. Different structural isomers (conformers) of a species can be separated due to the different arrangement of functional groups, which leads to distinct dipole moments. These are exploited by the electrostatic deflector for the production of a conformationally pure sample from a molecular beam. Similarly, specific cluster stoichiometries can be selected, as the mass and dipole moment of a given cluster depends on the degree of solvation around the parent molecule. This allows experiments on specific cluster sizes and structures, enabling the systematic study of solvation of neutral molecules.

We present a technique that allows the spatial separation of different conformers or clusters present in a molecular beam. An electrostatic deflector is used to separate species by their mass-to-dipole moment ratio, leading to the production of gas-phase ensembles of a single conformer or cluster stoichiometry.

Moleküler Konformatörlerin ve Kümelerin Mekansal Ayrımı

Gas-phase molecular physics and physical chemistry experiments commonly use supersonic expansions through pulsed valves for the production of cold ...

Mühendislik

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 ...

Fabrication of High Contrast Gratings for the Spectrum Splitting Dispersive Element in a Concentrated Photovoltaic System

High contrast gratings are designed and fabricated and its application is proposed in a parallel spectrum splitting dispersive element that can improve the solar conversion efficiency of a concentrated photovoltaic system. The proposed system will also lower the solar cell cost in the concentrated photovoltaic system by replacing the expensive tandem solar cells with the cost-effective single junction solar cells. The structures and the parameters of high contrast gratings for the dispersive elements were numerically optimized. The large-area fabrication of high contrast gratings was experimentally demonstrated using nanoimprint lithography and dry etching. The quality of grating material and the performance of the fabricated device were both experimentally characterized. By analyzing the measurement results, the possible side effects from the fabrication processes are discussed and several methods that have the potential to improve the fabrication processes are proposed, which can help to increase the optical efficiency of the fabricated devices.

The fabrication of high contrast gratings as the parallel spectrum splitting dispersive element in a concentrated photovoltaic system is demonstrated. Fabrication processes including nanoimprint lithography, TiO2 sputtering and reactive ion etching are described. Reflectance measurement results are used to characterize the optical performance.

Bir Konsantre Fotovoltaik Sistemde Spectrum Yarma Dağılım Eleman Yüksek Kontrast Gratings imalatı

High contrast gratings are designed and fabricated and its application is proposed in a parallel spectrum splitting dispersive element that can improve ...

Use of a Multi-compartment Dynamic Single Enzyme Phantom for Studies of Hyperpolarized Magnetic Resonance Agents

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due to fundamental constraints imposed by the hyperpolarized state, exotic imaging and reconstruction techniques are commonly used. A practical system for characterization of dynamic, multi-spectral imaging methods is critically needed. Such a system must reproducibly recapitulate the relevant chemical dynamics of normal and pathological tissues. The most widely utilized substrate to date is hyperpolarized [1-13C]-pyruvate for assessment of cancer metabolism. We describe an enzyme-based phantom system that mediates the conversion of pyruvate to lactate. The reaction is initiated by injection of the hyperpolarized agent into multiple chambers within the phantom, each of which contains varying concentrations of reagents that control the reaction rate. Multiple compartments are necessary to ensure that imaging sequences faithfully capture the spatial and metabolic heterogeneity of tissue. This system will aid the development and validation of advanced imaging strategies by providing chemical dynamics that are not available from conventional phantoms, as well as control and reproducibility that is not possible in vivo.

A multi-compartment dynamic phantom is used to simulate some biology of interest for metabolic studies using hyperpolarized magnet resonance agents.

Hiperpolarize Manyetik Rezonans Ajanlar Araştırmaları bir Multi-bölmesi Dinamik Tek Enzim Phantom Kullanımı

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due ...

Comprehensive Characterization of Extended Defects in Semiconductor Materials by a Scanning Electron Microscope

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications of semiconductor materials. However, it is still under debate how the defect structure determines the band structure, and therefore, the recombination behavior of electron-hole pairs responsible for the optical and electrical properties of the extended defects. The present paper is a survey of procedures for the spatially resolved investigation of structural and of physical properties of extended defects in semiconductor materials with a scanning electron microscope (SEM). Representative examples are given for crystalline silicon. The luminescence behavior of extended defects can be investigated by cathodoluminescence (CL) measurements. They are particularly valuable because spectrally and spatially resolved information can be obtained simultaneously. For silicon, with an indirect electronic band structure, CL measurements should be carried out at low temperatures down to 5 K due to the low fraction of radiative recombination processes in comparison to non-radiative transitions at room temperature. For the study of the electrical properties of extended defects, the electron beam induced current (EBIC) technique can be applied. The EBIC image reflects the local distribution of defects due to the increased charge-carrier recombination in their vicinity. The procedure for EBIC investigations is described for measurements at room temperature and at low temperatures. Internal strain fields arising from extended defects can be determined quantitatively by cross-correlation electron backscatter diffraction (ccEBSD). This method is challenging because of the necessary preparation of the sample surface and because of the quality of the diffraction patterns which are recorded during the mapping of the sample. The spatial resolution of the three experimental techniques is compared.

The optical, electrical, and structural properties of dislocations and of grain boundaries in semiconductor materials can be determined by experiments performed in a scanning electron microscope. Electron microscopy has been used to investigate cathodoluminescence, electron beam induced current, and diffraction of backscattered electrons.

Bir Tarama Elektron Mikroskobu tarafından Yarıiletken Malzemelerin Genişletilmiş Kusur Kapsamlı Karakterizasyonu

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications ...

Characterization of Anisotropic Leaky Mode Modulators for Holovideo

Holovideo displays are based on light-bending spatial light modulators. One such spatial light modulator is the anisotropic leaky mode modulator. This modulator is particularly well suited for holographic video experimentation as it is relatively simple and inexpensive to fabricate1-3. Some additional advantages of leaky mode devices include: large aggregate bandwidth, polarization separation of signal light from noise, large angular deflection and frequency control of color1. In order to realize these advantages, it is necessary to be able to adequately characterize these devices as their operation is strongly dependent on waveguide and transducer parameters4. To characterize the modulators, the authors use a commercial prism coupler as well as a custom characterization apparatus to identify guided modes, calculate waveguide thickness and finally to map the device's frequency input and angular output of leaky mode modulators. This work gives a detailed description of the measurement and characterization of leaky mode modulators suitable for full-color holographic video.

This work describes fabrication and characterization of anisotropic leaky mode modulators for holographic video.

Holovideo için Eşyönsüz Çatlak Modu Modülatörleri Karakterizasyonu

Holovideo displays are based on light-bending spatial light modulators.  One such spatial light modulator is the anisotropic leaky mode modulator.  This ...

Electrochemical Etching and Characterization of Sharp Field Emission Points for Electron Impact Ionization

A new variation of the drop-off method for fabricating field emission points by electrochemically etching tungsten rods in a NaOH solution is described. The results of studies in which the etching current and the molarity of the NaOH solution used in the etching process were varied are presented. The investigation of the geometry of the tips, by imaging them with a scanning electron microscope, and by operating them in field emission mode is also described. The field emission tips produced are intended to be used as an electron beam source for ion production via electron impact ionization of background gas or vapor in Penning trap mass spectrometry applications.

A method for electrochemically etching field emission tips is presented. Etching parameters are characterized and the operation of the tips in field emission mode is investigated.

Elektrokimyasal Dağlama ve Elektron Etki İyonizasyon için Sharp Field Emission Noktaları Karakterizasyonu

A new variation of the drop-off method for fabricating field emission points by electrochemically etching tungsten rods in a NaOH solution is described. ...

Single-Digit Nanometer Electron-Beam Lithography with an Aberration-Corrected Scanning Transmission Electron Microscope

We demonstrate extension of electron-beam lithography using conventional resists and pattern transfer processes to single-digit nanometer dimensions by employing an aberration-corrected scanning transmission electron microscope as the exposure tool. Here, we present results of single-digit nanometer patterning of two widely used electron-beam resists: poly (methyl methacrylate) and hydrogen silsesquioxane. The method achieves sub-5 nanometer features in poly (methyl methacrylate) and sub-10 nanometer resolution in hydrogen silsesquioxane. High-fidelity transfer of these patterns into target materials of choice can be performed using metal lift-off, plasma etch, and resist infiltration with organometallics.

We use an aberration-corrected scanning transmission electron microscope to define single-digit nanometer patterns in two widely-used electron-beam resists: poly (methyl methacrylate) and hydrogen silsesquioxane. Resist patterns can be replicated in target materials of choice with single-digit nanometer fidelity using liftoff, plasma etching, and resist infiltration by organometallics.

Tek basamaklı nanometre elektron ışını litografi bir sapma düzeltilmiş tarama transmisyon elektron mikroskobu ile

We demonstrate extension of electron-beam lithography using conventional resists and pattern transfer processes to single-digit nanometer dimensions by ...

A Rapid Method for Modeling a Variable Cycle Engine

The variable cycle engines (VCE) that combine the advantages of turbofan and turbojet engines, are widely considered to be the next generation aircraft engines. However, developing VCE requires high costs. Thus, it is essential to build a mathematical model when developing an aircraft engine, which may avoid a large number of real tests and reduce the cost dramatically. Modeling is also crucial in control law development. In this article, based on a graphical simulation environment, a rapid method for modeling a double bypass variable cycle engine using object-oriented modeling technology and modular hierarchical architecture is described. Firstly, the mathematical model of each component is built based on the thermodynamic calculation. Then, a hierarchical engine model is built via the combination of each component mathematical model and the N-R solver module. Finally, the static and dynamic simulations are carried out in the model and the simulation results prove the effectiveness of the modeling method. The VCE model built through this method has the advantages of clear structure and real-time observation.

Here, we present a protocol to build a component-level mathematical model for a variable cycle engine.

Değişken Çevrim Motoru Modellemek için Hızlı Bir Yöntem

The variable cycle engines (VCE) that combine the advantages of turbofan and turbojet engines, are widely considered to be the next generation aircraft ...

Method Development for Contactless Resonant Cavity Dielectric Spectroscopic Studies of Cellulosic Paper

The current analytical techniques for characterizing printing and graphic arts substrates are largely ex situ and destructive. This limits the amount of data that can be obtained from an individual sample and renders it difficult to produce statistically relevant data for unique and rare materials. Resonant cavity dielectric spectroscopy is a non-destructive, contactless technique which can simultaneously interrogate both sides of a sheeted material and provide measurements which are suitable for statistical interpretations. This offers analysts the ability to quickly discriminate between sheeted materials based on composition and storage history. In this methodology article, we demonstrate how contactless resonant cavity dielectric spectroscopy may be used to differentiate between paper analytes of varying fiber species compositions, to determine the relative age of the paper, and to detect and quantify the amount of post-consumer waste (PCW) recycled fiber content in manufactured office paper.

A protocol for the non-destructive analysis of the fiber content and relative age of paper.

Temassız Rezonans Kavite Dielektrik Spektroskopik Çalışmalar için Yöntem Geliştirme Selülozik Kağıt

The current analytical techniques for characterizing printing and graphic arts substrates are largely ex situ and destructive. This limits the amount of ...