RSC thanks the support of the National Science Council (NSC) of Taiwan under Project NSC 102-2112-M-011-001-MY3. YSH acknowledges the support of the NSC of Taiwan under Project NSC 100-2112-M-011-001-MY3.

Mose 2 Katman Kristaller (Şekil 1 Adım 1 bakınız) 1. Yapısal Karakterizasyonu <ol><li> XRD Ölçülmesi Prosedürü <ol><li> Veya tutucuya (quartz tozu ve bağlayıcı ile karıştırılmış ve slayt camına bulaşmış) kristal bir toz (5 x 5 x 0,1-10 x 10 x 0,5 mm 3 boyutu aralığı ile) mose 2 kat kristal monte edin. </li><li> Tutucu yüzeye katman kristal yüzey paralel sağlamak için bir slayt cam tutucu basın. </li><li> Difraktometrenin içine numune tutucu yükleyin. </li><li> Difraktometrenin kapılarını kapatın. </li><li> Üreticinin talimatlarına uygun olarak kiriş çizgisini için kalibre edin. </li><li> Giriş ölçümü gibi 2 tarama aralığı (10-80 °) gibi parametreler, artım (0.004 °) ve bekleme süresi (0.1 sn). </li><li> Difraktometreye bağlı bilgisayara DIFFRAC.Measurement Center programını başlatın ve sonra da üreticinin proto göre veri ve adı veri dosyasını kaydetmekcol. </li><li> Yazılımını kullanarak kırılma tepe noktası pozisyonları belirleyerek XRD analiz ve sonra Mose 2 kat kristallerinin 32,33 tek yönelim düzlem-out ve tek kristal kalitesini onaylamak için JCPDS kart veritabanından standart verilerle karşılaştırmak . </li></ol></li><li> Mikro-Raman Ölçülmesi Prosedürü <ol><li> Standart numune olarak bir silikon gofret kullanarak Raman ekipman kalibrasyonunu gerçekleştirin. Silikon gofret ölçümü ilgi mose 2 kat kristali için, aşağıda tarif edilen prosedüre aynıdır. </li><li> Slayt camına Mose 2 kat kristal monte edin. </li><li> Optik mikroskop sahibinin slayt camını yükleyin ve beyaz ışık kaynağı ile numune yüzeyini odaklanır. </li><li> Bir lazer ışını (514 nm dalga boyu) beyaz bir ışıktan ışık kaynağı geçin. </li><li> Böyle dalgasayısı tarama aralığı olarak girdi ölçüm parametreleri (150-500 cm-1), integrtirme süresi (10 sn) ve tarama sayısı (10-30 kez). </li><li> Raman spektrometresi bağlı bilgisayara programı başlatın ve sonra da verileri ve üreticinin protokolüne uygun isim veri dosyasını kaydedin. </li><li> Pik genişlikleri ve yazılımı kullanarak pozisyonlarını belirleyerek Raman spektrumunu analiz ve sonra Mose 2 kat kristallerinin 34,35 kristal yapısı türünü ve kalitesini onaylamak için başvurular standart verilerle karşılaştırın. </li></ol></li></ol> Mose 2 Katman nanokristal Cihazlarının İmalatı 2. <ol><li> Katman Kristallerin mekanik Eksfoliasyon <ol><li> Aseton ve alkol ile temizleyin cımbız. </li><li> Parlak bir yüzeye sahip Mose 2 kat kristalleri (4 ila 8 adet) seçin (örneğin ayna gibi kristal yüz) ve cımbız ile bir alan boyutu daha büyük 0.5 x 0.5 mm 2 ve bir alan büyüklüğü ile dicing bant koydu 20 x 60 mm 2.</li><li> Yaklaşık yirmi kere katman kristal pul pul ve eylem tekrarlamak yarısında bandı katlayın. Genellikle tabaka kristaller genişliği (Şekil 1, Kademe 2 de bakınız) çok mikrometre büyüklüğünde kristaller halinde soyulduğu edilebilir. </li><li> Bu sıyrılmış Mose 2 kat mikro kristal boyutları ve morfolojileri gözlemlemek için SEM odasına katman nanokristal tozu ile dicing bandı yükleyin. Tabaka nanokristal genişliği dağılımları 1-20 mikron iseniz, nanokristal tozu cihaz imalatı için gerekli kriterleri karşılayabilir. </li></ol></li><li> Cihaz şablonu Katman Nanokristallerin Dağılımı <ol><li> Cihaz şablona katman nanokristal toz baş aşağı ile dicing bandı yerleştirin. Şablon SiO2 on altı önceden desenli Ti (30 nm) / Au (90 mil) SiO 2 yüzeyi üzerinde elektrotlar (300 nm) kaplı silikon alt-tabaka (Şekil 1 &#39;de Adım 4). Şablon alanı boyutu 5 x 5 mm <sup&gt; 2. </li><li> Bazı nanokristaller (kabaca 10 ile 100 adet) şablonda düşmek yapmak için hafifçe dicing bandı dokunun. </li><li> Dağınık nanokristaller optik mikroskop ile görülmedi olabilir eğer optik mikroskop ile ya da bazen SEM ile şablona nanokristal sayısı yoğunluğu ve dağılım durumunu kontrol edin. Genellikle 2 birbirine üst üste gelmeden şablon (80 x 80 mm 2 alana sahip) merkez meydanında dağınık nanokristallerin 5 adet (bölge boyutu daha büyük 2 x 2 mikron 2) sonraki FIB işlenmesi için daha iyi koşulu . </li></ol></li><li> FIB tarafından Elektrot İmalatı <ol><li> Dağı iletken bakır folyo bant kullanarak FIB tutucuya şablonlar. Tipik olarak, 3 x 2,4 cm 2 bant iletken alanı 6-8 şablonları montajı için gerekli oldu. </li><li> FIB odasına tutucu yükleyin. </li><li> Butonuna tıklayarak 10 -5 mbar aşağı vakum derecesine odayı tahliye&quot;Pompa&quot;. </li><li> SEM modu için elektron demeti akımı (41 pA) ve ivme gerilimi (10 kV) ayarlayın. </li><li> FIB modu için iyon demeti akımı (0.1 nA) ve ivme gerilimi (30 kV) ayarlayın. </li><li> Sırasıyla, &quot;Gaz Enjeksiyon&quot; bloğunda ve düğme &quot;Soğuk&quot; düğmesi &quot;ışın&quot; linkine tıklayarak iyon demeti sistemi ve gaz enjeksiyon sistemi (GIS) Isınma. </li><li> Lütfen &quot;Işın On&quot; linkine tıklayarak elektron ışın demeti açın ve 100X düşük büyütmede görüntü odaklanır. </li><li> SEM modu için 10 mm z-eksenel çalışma mesafesi (WD) olarak ayarlayın. </li><li> 5,000X de büyütme ayarlayın ve odaklanın. </li><li> Lütfen &quot;Navigasyon&quot; ve giriş eğim açısı &quot;52&quot; linkine tıklayarak 52 derece sahibinin eğim açısını ayarlayın. </li><li> Elektrot Fabrica için (5 ila 3000 nm arasında) belli bir kalınlıkta bir Mose 2 kat nanokristal ve dikdörtgen ve kare şekli seçinyon. </li><li> Lütfen &quot;Snapshot&quot; linkine tıklayarak elektrot imalat önce hedeflenen bozulmamış malzemenin (1,000X itibaren 10,000X kadar) farklı büyütme SEM görüntüleri çekin. </li><li> Modunu FIB ve iyon ışını bombardımanı altında hedeflenen malzemenin pozlama süresini azaltmak için anlık modunda tarafından FIB görüntü almak geçin. </li><li> Yatırılır Pt elektrot (0,2-1,0 mikron) değer kalınlığı, elektrot biriktirme alanı tanımlamak &quot;Pt biriktirme&quot; modunu seçin ve giriş. </li><li> &quot;Gaz Enjeksiyon&quot; bloğunda kutusu &quot;Pt dep&quot; linkine tıklayarak odasına CBS&#39;nin kılcal tanıtın. </li><li> Yine anlık modunda bir görüntü alın ve tanımlanmış desen hafifçe kaydırır, eğer elektrot konumunu değiştirin. </li><li> Lütfen &quot;Başlat Desenlendirme&quot; linkine tıklayarak FIB birikimi açın. </li><li> Birikimi sonra, geri &quot;Pt d kutusunu unclicking ile CBS kılcal çizmekGaz Enjeksiyon &quot;blok&quot; olarak &quot;ep. </li><li> SEM moduna geçin ve katman nanokristal biriken Pt elektrot sonucunu kontrol ediniz. </li><li> İki ya da dört elektrot (Şekil 1 &#39;de Adım 3) ile tamamlanmıştır aygıtları farklı büyütmelerde SEM görüntülerini al. </li><li> Lütfen &quot;Navigasyon&quot; ve giriş eğim açısını &quot;0&quot; linkine tıklayarak 0 derece tutucu dönüş eğim açısını ayarlayın. </li><li> Lütfen &quot;Snapshot&quot; linkine tıklayarak maddi genişliği ve elektrot arası mesafe tahmini için farklı büyütme üst-inceledi SEM görüntüleri çekin. </li><li> Sırasıyla, elektron ışın ve iyon demeti sistemlerini kapatın ve &quot;Gaz Enjeksiyon&quot; bloğunda renkli &quot;Işın Kapalı&quot; düğmesini &quot;Sıcak&quot; linkine tıklayarak CBS sistemi soğumasını. </li><li> Düğmeleri tutucu almak ve ardından &quot;Vent&quot; ve tıklayarak tanıtarak nitrojen gazı ile odasını havalandırınodasından dışarı. Genellikle havalandırma işlemini bitirmek için 5 ila 10 dakika sürer. </li><li> Kamara kapağını kapatın ve odasına tahliye. </li></ol></li></ol> Mose 2 Katman nanokristal Cihazlar 3. Karakterizasyonu <ol><li> AFM tarafından Katman Nanokristallerin Kalınlığı Ölçümü <ol><li> Prob tutucu için AFM konsol takın. </li><li> AFM programı açın ve &quot;ScanAsyst&quot; modunu seçin. </li><li> Prob tutucu yükleyin ve AFM istasyonunun lazer diyot kafa ile bağlayın. </li><li> Olay lazer ışını konumunu ve üreticinin protokolüne göre konsol hizalamak için kalibrasyon yapın. </li><li> Cu folyo bant numune tutucuya örneği (FİB fabrikasyon katman nanokristal cihazlarla şablon çip) monte edin. </li><li> AFM istasyonuna örnek tutucu yükleyin. </li><li> Lazer ışını veya AFM cantilev altına yaklaşık pozisyonuna örnek tutucu taşıer. </li><li> Tabaka nanokristal optik mikroskop görüntüsünü odaklanarak odak konumuna AFM konsol aşağı indirin. </li><li> Böyle bir tarama alanına (6 x 30/06 x 30 mikron 2), frekans (0.5-1.5 Hz) ve çözünürlükte (256-512 satır) gibi giriş tarama parametreleri. </li><li> Programı başlatın ve üreticinin protokolüne göre verileri kaydetmek. </li><li> AFM konsol kaldırın ve örnek tutucu çıkar. </li><li> Eğer ihtiyaç yukarıda açıklanan ölçüm prosedürü ikinci örneği yükleyin ve tekrarlayın. </li><li> Yazılımı &quot;NanoScope Analizi&quot; seçeneğini kullanarak AFM görüntü ve yükseklik profili analiz ederek katman nanokristallerin kalınlığını tahmin edin. AFM görüntü yanal yükseklik profili seçin ve profilin düzleştirmek alanına göre ortalama kalınlığı değerini belirlemek. (Şekil 2d ve 2e bakınız) </li></ol></li><li> Tabaka nanokristallerin Güncel gerilime karşı (IV) ölçümü <ol><li> DağCu folyo bant mika substrat örnek (FİB fabrikasyon katman nanokristal cihazlarla şablon chip). </li><li> Ag macunu ile çip elektrotlar üzerinde emaye teller veya Cu telleri Bond. (Şekil 1 &#39;de Adım 4&#39;e bakınız.) </li><li> Sonda istasyonu odasında tamamlanan örnek yükleyin ve Cu folyo bant numune tutucuya sabitleyin. Kriyojenik prob istasyonu karanlık ortamda bulunan oldu. (Şekil 1 Adım 5&#39;e bakınız.) </li><li> Numunenin elektrik telleri ve tek sondalar birinin metal elektrotlar lehimleyin. </li><li> Kamara üst Cap ve aşağı 10 -4 mbar odasına tahliye. Sonda istasyonu içine sıvı azot getirerek 77 K numune soğutun. Sıcaklık aralığı (genellikle 80 K 320 ila), aralık ayarlayın ve sıcaklık kontrolü için bekleme süresi. (Sadece sıcaklığa bağlı ölçümü için gerekli). </li><li> , Gerilim entegrasyon (-1 1 V tipik) uygulanan gerilim süpürme aralığı ayarlayınRVal (0.01 V), ve iki ucu IV ölçümü için bir ultra-empedansı fonksiyonlu elektrometrenin sınırlı azami akımın (10 veya 100 uA). Dört-terminal ölçümü için, (genellikle -100 ila 100 uA itibaren) uygulanan akım süpürme aralığını ve şu anki aralığını (1 uA) ayarlayın. </li><li> Programı başlatın ve oda sıcaklığında veya farklı sıcaklıklarda IV verileri kaydetmek. </li><li> Gerekirse odası kapağını açın ve odanın dışına numune almak. </li><li> İkinci bir örnek ise ihtiyaç yükleyin ve yukarıda açıklanan işlemi tekrarlayın. </li><li> Yazılımı kullanılarak uygulanan gerilim verilerine karşı ölçülen akım çizilerek IV eğrisini analiz edin. Doğrusal Montaj işlevini seçerek IV eğrisini takın. IV eğrisinin doğrusallığını kontrol ve eğim değeri (yani iletkenlik değeri) edinin. (Şekil 1 &#39;de Adım 6.) </li><li> IV eğrileri m Adım 3.2.10 tekrarlayınihtiyaç halinde farklı sıcaklıklarda easured. </li><li> IV, SEM ile elde edilen parametrelerin benimseyerek denklemin σ = G (t / tw) göre iletkenlik (σ) değerini hesaplayın ve iletkenlik (G), kalınlık (t), (w) genişlik ve uzunluk (dahil AFM ölçümleri tabaka nanokristal l). </li><li> Tabaka nanokristallerin kalınlığı karşı iletkenlik ve iletkenlik değerleri eğrileri çizilir. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Wilson, J. A., Yoffe, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+transition+metal+dichalcogenides+discussion+and+interpretation+of+the+observed+optical,+electrical+and+structural+properties.">The transition metal dichalcogenides discussion and interpretation of the observed optical, electrical and structural properties.</a> Adv. Phys. 18 (73), 193-335 (1969).</li><li>Ataca, C., Sahin, H., Ciraci, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-layer+MX2+transition-metal+oxides+and+dichalcogenides+in+a+honeycomb-like+structure.">Single-layer MX2 transition-metal oxides and dichalcogenides in a honeycomb-like structure.</a> J. Phys. Chem. C. 116 (16), 8983-8999 (2012).</li><li>Wang, Q. H., Kalantar-Zadeh, K., Kis, A., Coleman, J. N., Strano, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronics+and+optoelectronics+of+two-dimensional+transition+metal+dichalcogenides.">Electronics and optoelectronics of two-dimensional transition metal dichalcogenides.</a> Nature Nanotech. 7 (11), 699-712 (2012).</li><li>Mak, K. F., Lee, C., Hone, J., Shan, J., Heinz, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomically+thin+MoS2:+A+new+direct-gap+semiconductor.">Atomically thin MoS2: A new direct-gap semiconductor.</a> Phys. Rev. Lett. 105 (13), 136805 (2010).</li><li>Splendiani, 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=Emerging+photoluminescence+in+monolayer+MoS2.">Emerging photoluminescence in monolayer MoS2.</a> Nano Lett. 10 (4), 1271-1275 (2010).</li><li>Leb&#232;gue, S., Eriksson, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+structure+of+two-dimensional+crystals+from+ab+initio+theory.">Electronic structure of two-dimensional crystals from ab initio theory.</a> Phys. Rev. B. 79 (11), 115409 (2009).</li><li>Kuc, A., Zibouche, N., Heine, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+quantum+confinement+on+the+electronic+structure+of+the+transition+metal+sulfide+TS2.">Influence of quantum confinement on the electronic structure of the transition metal sulfide TS2.</a> Phys. Rev. B. 83 (24), 245213 (2011).</li><li>Yoffe, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Layer+compounds.">Layer compounds.</a> Annu. Rev. Mater. Sci. 3, 147-170 (1993).</li><li>Chen, 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=Tunable+band+gap+photoluminescence+from+atomically+thin+transition-metal+dichalcogenide+alloys.">Tunable band gap photoluminescence from atomically thin transition-metal dichalcogenide alloys.</a> ACS Nano. 7 (5), 4610-4616 (2013).</li><li>Radisavljevic, B., Kis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mobility+engineering+and+a+metal-insulator+transition+in+monolayer+MoS2.">Mobility engineering and a metal-insulator transition in monolayer MoS2.</a> Nature Mater. 12 (9), 815-820 (2013).</li><li>Zhang, Y., Ye, J., Matsuhashi, Y., Iwasa, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ambipolar+MoS2+thin+flake+transistors.">Ambipolar MoS2 thin flake transistors.</a> Nano Lett. 12 (3), 1136-1140 (2012).</li><li>Liu, H., Neal, A. T., Ye, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Channel+length+scaling+of+MoS2+MOSFETs.">Channel length scaling of MoS2 MOSFETs.</a> ACS Nano. 6 (10), 8563-8569 (2012).</li><li>Ghatak, S., Pal, A. N., Ghosh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nature+of+electronic+states+in+atomically+thin+MoS2+field-effect+transistors.">Nature of electronic states in atomically thin MoS2 field-effect transistors.</a> ACS Nano. 5 (10), 7707-7712 (2011).</li><li>Ong, Z. Y., Fischetti, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mobility+enhancement+and+temperature+dependence+in+top-gated+single-layer+MoS2.">Mobility enhancement and temperature dependence in top-gated single-layer MoS2.</a> Phys. Rev. B. 88 (16), (2013).</li><li>Hwang, W. S., 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=Comparative+study+of+chemically+synthesized+and+exfoliated+multilayer+MoS2+field-effect+transistors.">Comparative study of chemically synthesized and exfoliated multilayer MoS2 field-effect transistors.</a> Appl. Phys. Lett. 102 (4), 165316 (2013).</li><li>Park, W., 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=Oxygen+environmental+and+passivation+effects+on+molybdenum+disulfide+field+effect+transistors.">Oxygen environmental and passivation effects on molybdenum disulfide field effect transistors.</a> Nanotechnology. 24 (9), 095202 (2013).</li><li>Wu, W., 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=High+mobility+and+high+on/off+ratio+field-effect+transistors+based+on+chemical+vapor+deposited+single-crystal+MoS2+grains.">High mobility and high on/off ratio field-effect transistors based on chemical vapor deposited single-crystal MoS2 grains.</a> Appl. Phys. Lett. 102 (14), 142106 (2013).</li><li>Larentis, S., Fallahazad, B., Tutuc, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field-effect+transistors+and+intrinsic+mobility+in+ultra-thin+MoSe2+layers.">Field-effect transistors and intrinsic mobility in ultra-thin MoSe2 layers.</a> Appl. Phys. Lett. 101 (22), 223104 (2012).</li><li>Bolotin, K. I., 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=Ultrahigh+electron+mobility+in+suspended+graphene.">Ultrahigh electron mobility in suspended graphene.</a> Solid State Commun. 146 (9), 351-355 (2008).</li><li>Novoselov, K. S., 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=Two-dimensional+gas+of+massless+Dirac+fermions+in+graphene.">Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene.</a> Nature. 438 (7065), 197-200 (2005).</li><li>Zhang, Y., Tan, Y. W., Stormer, H. L., Kim, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+observation+of+the+quantum+Hall+effect+and+Berry's+phase+in+graphene.">Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry's phase in graphene.</a> Nature. 438 (7065), 201-204 (2005).</li><li>Radisavljevic, B., Radenovic, A., Brivio, J., Giacometti, V., Kis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-layer+MoS2+transistors.">Single-layer MoS2 transistors.</a> Nature Nanotech. 6 (3), 147-150 (2011).</li><li>Chang, C. 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=Electrical+transport+properties+of+single+GaN+and+InN+nanowires.">Electrical transport properties of single GaN and InN nanowires.</a> J. Electro. Mater. 35 (4), 738-743 (2006).</li><li>Calarco, R., 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=Size-dependent+photoconductivity+in+MBE-grown+GaN-nanowires.">Size-dependent photoconductivity in MBE-grown GaN-nanowires.</a> Nano. Lett. 5 (5), 981-984 (2005).</li><li>Soci, C., 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=ZnO+nanowire+UV+photodectors+with+high+internal+gain.">ZnO nanowire UV photodectors with high internal gain.</a> Nano Lett. 7 (4), 1003-1009 (2007).</li><li>Nam, D. T., Fischer, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disorder+effects+in+focused-ion-beam-deposited+Pt+contacts+on+GaN+nanowires.">Disorder effects in focused-ion-beam-deposited Pt contacts on GaN nanowires.</a> Nano Lett. 5 (10), 2029-2033 (2005).</li><li>Chen, R. S., 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=Anomalous+quantum+efficiency+for+photoconduction+and+its+power+dependence+in+metal+oxide+semiconductor+nanowires.">Anomalous quantum efficiency for photoconduction and its power dependence in metal oxide semiconductor nanowires.</a> Nanoscale. 5 (15), 6867-6873 (2013).</li><li>Chen, R. S., Tang, C. C., Shen, W. C., Huang, 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=Thickness-dependent+electrical+conductivities+and+ohmic+contacts+in+transition+metal+dichalcogenides+multilayers.">Thickness-dependent electrical conductivities and ohmic contacts in transition metal dichalcogenides multilayers.</a> Nanotechnology. 25 (41), (2014).</li><li>Huang, Y. H., Peng, C. C., Chen, R. S., Huang, Y. S., Ho, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+properties+in+semiconducting+NbS2+nanoflakes.">Transport properties in semiconducting NbS2 nanoflakes.</a> Appl. Phys. Lett. 105 (9), (2014).</li><li>Hu, S. Y., Liang, C. H., Tiong, K. K., Lee, Y. C., Huang, 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=Preparation+and+characterization+of+large+niobium-doped+MoSe2+single+crystals.">Preparation and characterization of large niobium-doped MoSe2 single crystals.</a> J. Crystal Growth. 285 (3), 408-414 (2005).</li><li>Das, S., Appenzeller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Where+does+the+current+flow+in+two-dimensional+layered+systems.">Where does the current flow in two-dimensional layered systems.</a> Nano Lett. 13 (7), 3396-3402 (2013).</li><li>Cullity, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Elements of X-ray Diffraction. , (1978).</li><li>Jadczak, 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=Composition+dependent+lattice+dynamics+in+MoSxSe(2-x)+alloys.">Composition dependent lattice dynamics in MoSxSe(2-x) alloys.</a> J. Appl. Phys. 116 (19), 193505 (2014).</li><li>Weber, W. H., Merlin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Raman Scattering in Materials Science. , (2000).</li><li>Tonndorf, P., 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=Photoluminescence+emission+and+Raman+response+of+monolayer+MoS2,+MoSe2,+and+WSe2.">Photoluminescence emission and Raman response of monolayer MoS2, MoSe2, and WSe2.</a> Opt. Express. 21 (4), 4908-4916 (2013).</li><li>Hu, S. Y., Liang, C. H., Tiong, K. K., Lee, Y. C., Huang, 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=Preparation+and+characterization+of+large+niobium-doped+MoSe2+single+crystals.">Preparation and characterization of large niobium-doped MoSe2 single crystals.</a> J. Crystal Growth. 285 (3), 408-414 (2005).</li><li>Hu, S. Y., Liang, C. H., Tiong, K. K., Huang, 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=Effect+of+Re+dopant+on+the+electrical+and+optical+properties+of+MoSe2+single+crystals.">Effect of Re dopant on the electrical and optical properties of MoSe2 single crystals.</a> J. Alloys Compounds. 442 (1-2), 1-2 (2007).</li><li>Bougouma, M., 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=Growth+and+characterization+of+large,+high+quality+MoSe2+single+crystals.">Growth and characterization of large, high quality MoSe2 single crystals.</a> J. Crystal Growth. 363, 122-127 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Σ değeri ve katman nanokristaller kendi boyutu bağımlılığı doğru belirlenmesi elektrik kontağı kalitesi son derece bağlıdır. Metal elektrot birikimi için kullanılan FIB biriktirme yöntemi çalışma boyunca önemli bir rol oynadı. Göre elektrik, yapısal ve kompozisyon Pt metal ve Mose 2 arasında amorf iletken alaşım oluşumu ile kolaylaştırıldı Mose 2 veya MoS 2 cihazlarda, FIB biriktirme yöntemi kullanılarak, istikrarlı ve yüksek tekrarlanabilir o...

Böyle MoS 2, Mose 2, WS 2 ve WSE 2 olarak geçiş metali dikalkogenidler (TMDS), ilginç bir iki boyutlu (2D) katman yapısını ve yarı iletken özelliklere 1-3 sahiptir. Bilim adamları, son Otoyollarının 2 tek-tabakalı yapısıdır kuantum sınırlandırıcı etkisi büyük ölçüde geliştirilmiş bir ışık yayan etkinliğini göstermektedir keşfettiler. Yeni direkt bandaralıklı yarı iletken materyalin bulgu önemli dikkatini 4-7 çekmiştir. Buna ek olarak, TMDS kolayca sıyrılmış katman yapısı 2B malzemelerin temel özelliklerini incelemek için mükemmel bir platformdur. Bandaralıklı olmayan metal Grafende farklı olarak, TMDS doğasında yan iletken özelliklere sahiptir ve 1-2 eV 1,3,8 aralığında bir bant aralığı vardır. TMDS 9 üçlü bileşikler ve bu bileşiklerin grafin entegrasyonu olasılığı 2D yapıları görülmemiş bir opp sağlarortunity ultra ince ve esnek elektronik cihazlar geliştirmek. Mose 2 18 1 - yaklaşık 50 cm 2 V - 1 sn; - 1 sn - 1 Otoyollarının 10-17 Şubat için grafen aksine, 2D TMDS oda sıcaklığı elektron hareketlilik değerleri orta seviyede (1-200 cm 2 V altındadır ). 1 sn - -. 19-21 Ocak Bununla birlikte, yarı iletken TMD tek tabakalar mükemmel cihaz performansını sergileyen grafen optimal hareketlilik değerleri daha yüksek 10,000 cm2 V den olduğu bildirilmiştir. Örneğin, 10 6 -10 9 10,12,17,18,22 kadar açma / kapama oranları son derece yüksek MoS 2 ve Mose 2 tek tabakaları veya çok tabakalı alan etkili transistörler sergi. Bu nedenle, 2B TMDS ve temel elektriksel özelliklerini anlamak için önemlidirir dökme malzemeler. Ancak, katman malzemelerin elektriksel özelliklerinin çalışmalar kısmen çünkü katman kristalleri iyi omik temas kurma güçlüğü engellenmiştir oylandı. Üç yaklaşım, gölge maskesi birikim (SMD) 23, elektron demeti litografi (EBL) 24,25 ve odaklanmış iyon demeti (FIB) birikimi, 26,27 Nanomalzemelerin elektrik temas oluşturmak için kullanılmıştır. SMD tipik maske olarak bakır ızgara kullanımını gerektirir, çünkü iki kontak elektrotlar arasındaki mesafe 10 m&#39;den çoğunlukla büyüktür. EBL ve FIB birikimi, farklı bir alt tabaka üzerinde elektrot dizilerinin metal birikimi hedefleyen veya SMD yönteminde ilgi nanomalzemeleri seçmeden gerçekleştirilir. Bu yaklaşım, metal kalıpları doğru elektrotlar gibi bireysel Nanomalzemelerin üzerinde biriken olduğunu garanti edemez. SMD yönteminin sonucu şans unsuru vardır. EBL ve FIB yerleştirme yöntemleri kullanılmaktadırtaramalı elektron mikroskobu (SEM) sistemi; nanomalzemeler doğrudan gözlemlenen ve elektrot birikimi için seçilebilir. Buna ek olarak, EBL kolayca çizgi genişliği daha küçük 100 nm aralığı bir temas elektrod ile metal elektrotlar imal etmek için de kullanılabilir. Bununla birlikte, kalıntı litografi kaçınılmaz metal elektrot ile nanomaterial arasında bir yalıtım tabakasının oluşumu ile sonuçlanır sol sırasında nano malzeme yüzeyi üzerinde karşı. Böylece, EBL yüksek kontak direnci yol açar. FIB birikimi yoluyla elektrot imalat ana avantajı düşük temas direnci neden olmasıdır. Metal çökeltme tanımlı bir alan üzerinde bir iyon ışını ile bir organometalik ön-madde ayrışması ile yapıldığından, katalizörün metal çökeltme ve iyon bombardımanı aynı anda gerçekleşir. Bu metal-yarıiletken arayüzü yok ve Schottky temas oluşumunu önleyebilir. İyon bombardımanı ayrıca Hydrocar gibi yüzey kirletici ortadan kaldırabilirtemas direnci azalır bons ve yerli oksitler. FIB birikimi yoluyla Omik kontak fabrikasyon farklı nanomalzemeler 27-29 olduğu ortaya konmuştur. Buna ek olarak, FIB biriktirme yaklaşımda tüm üretim prosedürü EBL bu daha basittir. Katman yarı iletkenler genellikle yüksek anizotropik elektrik iletimini göstermek üzere, katman-to-katmanda yönünde iletkenlik düzlem yönünde 30,31 olduğundan daha birkaç kat daha düşüktür. Bu özellik omik temas imalatı ve elektrik iletkenliği belirlenmesi zorluğu arttırır. Bu nedenle, bu çalışmada, FIB biriktirme tabakası yarı iletken nano elektriksel özelliklerini inceleyerek için kullanılmıştır.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>HRTEM&#38;SEAD</td>
			<td>FEI (http://www.fei.com/products/tem/tecnai-g2/?ind=MS)</td>
			<td>Tecnai&#8482; G2 F-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SEM&#38;EDS</td>
			<td>HITACHI (http://www.hitachi-hitec.com/global/em/sem/sem_index.html)</td>
			<td>S-3000H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FIB</td>
			<td>FEI (http://www.fei.com/products/dualbeam/versa-3d/)</td>
			<td>Quanta 3D FEG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AFM</td>
			<td>BRUKER (http://www.bruker.com/products/surface-analysis/atomic-force-microscopy/dimension-icon/overview.html)</td>
			<td>Dimension Icon</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XRD</td>
			<td>Bruker (https://www.bruker.com/products/x-ray-diffraction-and-elemental-analysis/x-ray-diffraction/d2-phaser/learn-more.html)</td>
			<td>D2 PHASER X-ray Diffractometer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raman</td>
			<td>Renishaw (http://www.renishaw.com/en/renishaw-enhancing-efficiency-in-manufacturing-and-healthcare--1030)</td>
			<td>inVia Raman microscope system</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Keithley-4200</td>
			<td>keithley (http://www.keithley.com.tw/products/dcac/currentvoltage/4200scs)</td>
			<td>4200scs</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ultralow current leakage cryogenic probe station</td>
			<td>Lakeshore Cryotronics (http://www.lakeshore.com/)</td>
			<td>TTP4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>copper foil tape</td>
			<td>3M (http://solutions.3m.com/wps/portal/3M/en_US/Electronics_NA/Electronics/Products/Product_Catalog/~/3M-Copper-Foil-Shielding-Tape-1182?N=4294300025+5153906&#38;&#38;Nr=AND%28hrcy_id%3A8CQ27CX0WMgs_F2LMWMM6M6_N2RL3FHWVK_GPD0K8BC31gv%29&#38;rt=d)</td>
			<td>1182</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ag paste</td>
			<td>Well-Being (http://www.gredmann.com/about.htm)</td>
			<td>MS-5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cu wire</td>
			<td>Guv Team (http://www.guvteam.com)</td>
			<td>ICUD0D01N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dicing tape</td>
			<td>Nexteck (http://www.nexteck-corp.com/tw/product-tape.html)</td>
			<td>contact vender</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mica</td>
			<td>Centenary Electronic (http://100y.diytrade.com/sdp/307600/4/pl-1175840/0.html)</td>
			<td>T0-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>enamel wire</td>
			<td>Light-Tech Electronics (http://www.ltc.com.tw/product_info.php/products_id/57631)</td>
			<td>S.W.G #38</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ohmic contact fabrication using a focused-ion beam technique and electrical characterization for layer semiconductor nanostructures

Kolayca işlenen iki boyutlu (2D) yapılarla Katman yarı iletkenler nesil ince ve fleksibl fotonik ve elektronik cihazların geliştirilmesi için yeni bir yön önermek dolaylı-to-direkt bandaralıklı geçişleri ve üstün transistör performansı sergiler. Geliştirilmiş bir lüminesans kuantum verimi yaygın olarak bu atomik ince 2D kristaller gözlenmiştir. Ancak, kuantum hapsi kalınlıkları ötesinde hatta mikrometre ölçeğinde boyut etkisi beklenmemektedir ve nadiren gözlenmiştir. Bu çalışmada, molibden diselenid (mose 2) iki ya da dört-terminal cihazı olarak imal edilmiştir nm 6-2,700 bir kalınlık aralığında kristaller katman. Ohmik kontak oluşumu başarıyla temas metal olarak platin (Pt) kullanarak odaklanmış iyon demeti (FIB) biriktirme yöntemi ile elde edilmiştir. Çeşitli kalınlıklarda Katman kristalleri dicing bandı kullanarak basit mekanik pul pul dökülme ile hazırlanmıştır. Akım-gerilim eğrisi ÖLÇMEts katman nanokristallerin iletkenlik değerini belirlemek için yapılmıştır. Buna ek olarak, yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu, seçilen alan elektron difraktometrisi ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi FIB-fabrikasyon Mose 2 cihazların metal-yarıiletken temas arayüzü karakterize etmek için kullanılmıştır. Yaklaşımları uygulandıktan sonra, mose 2 -layer yarı iletken için geniş bir kalınlık aralığında temel bir kalınlık bağımlı elektriksel iletkenlik gözlenmiştir. 2,700 6 nm kalınlığında bir azalma ile, 1-1 cm - iletkenlik 1500 Ω kadar 4,6 büyüklüğün iki üzeri siparişlerde artış. Buna ek olarak, sıcaklığa bağlı iletkenlik ince mose 2 çok katmanlı dökme olanlar (36-38 meV) önemli ölçüde daha küçük 3,5-8,5 MeV aktivasyon enerjileri ile oldukça zayıf yarı iletken davranış sergiledi belirtti. Probable yüzey baskın taşıma özellikleri ve Mose 2 yüksek yüzey elektron konsantrasyonunun varlığı önerilmiştir. Benzer sonuçlar, Otoyollarının 2 ve WS 2 gibi diğer katmanlı yarı iletken malzemeler için elde edilebilir.

Farklı kalınlıklarda katman Nanomalzemelerin elektrik iletkenliği (G) ve iletkenlik (σ) belirlenen değerler elektrik kontağı kalitesine son derece bağımlıdırlar. FIB-biriktirme-fabrikasyon iki terminal Mose omik kontaklar 2 cihazlar akım-gerilim (I - V) ölçülerek karakterize eğri. Oda sıcaklığında I - farklı kalınlıklarda iki ucu mose 2 nanoflake cihazlar için V eğrileri, Şekil 2a&#39;da gösterilmişt...

Watch this Scientific Journal Video about Ohmic Contact Fabrication Using a Focused-ion Beam Technique and Electrical Characterization for Layer Semiconductor Nanostructures at JoVE.com

Ohmic Contact Fabrication Using a Focused-ion Beam Technique and Electrical Characterization for Layer Semiconductor Nanostructures

We describe the approaches for the device fabrication and electrical characterization of molybdenum diselenide (MoSe2) layer semiconductor nanostructures with different thicknesses. In addition, the fabrication of ohmic contacts for MoSe2-layer nanocrystals by the focused-ion beam deposition method using platinum (Pt) as a contact metal is described.

Ohmik İletişim Fabrikasyon bir Odaklı iyon Işın Tekniği ve Elektriksel Karakterizasyonu Katmanı Yarıiletken Nanoyapıların için kullanma

Layer semiconductors with easily processed two-dimensional (2D) structures exhibit indirect-to-direct bandgap transitions and superior transistor ...

ohmic-contact-fabrication-using-focused-ion-beam-technique-electrical

Research

JoVE Journal

Engineering

12.2K Görüntüleme.  National Taiwan University of Science and Technology. We describe the approaches for the device fabrication and electrical characterization of molybdenum diselenide (MoSe2) layer semiconductor nanostructures with different thicknesses. In addition, the fabrication of ohmic contacts for MoSe2-layer nanocrystals by the focused-ion beam deposition method using platinum (Pt) as a contact metal is described. 

Video: Ohmic Contact Fabrication Using a Focused-ion Beam Technique and Electrical Characterization for Layer Semiconductor Nanostructures

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on photoconduction, which has been one of the most commonly used techniques for terahertz generation 1-8. Terahertz generation in a photoconductive emitter is achieved by pumping an ultrafast photoconductor with a pulsed or heterodyned laser illumination. The induced photocurrent, which follows the envelope of the pump laser, is routed to a terahertz radiating antenna connected to the photoconductor contact electrodes to generate terahertz radiation. Although the quantum efficiency of a photoconductive emitter can theoretically reach 100%, the relatively long transport path lengths of photo-generated carriers to the contact electrodes of conventional photoconductors have severely limited their quantum efficiency. Additionally, the carrier screening effect and thermal breakdown strictly limit the maximum output power of conventional photoconductive terahertz sources. To address the quantum efficiency limitations of conventional photoconductive terahertz emitters, we have developed a new photoconductive emitter concept which incorporates a plasmonic contact electrode configuration to offer high quantum-efficiency and ultrafast operation simultaneously. By using nano-scale plasmonic contact electrodes, we significantly reduce the average photo-generated carrier transport path to photoconductor contact electrodes compared to conventional photoconductors 9. Our method also allows increasing photoconductor active area without a considerable increase in the capacitive loading to the antenna, boosting the maximum terahertz radiation power by preventing the carrier screening effect and thermal breakdown at high optical pump powers. By incorporating plasmonic contact electrodes, we demonstrate enhancing the optical-to-terahertz power conversion efficiency of a conventional photoconductive terahertz emitter by a factor of 50 10.

We describe methods for the design, fabrication, and experimental characterization of plasmonic photoconductive emitters, which offer two orders of magnitude higher terahertz power levels compared to conventional photoconductive emitters.

Plasmonik Foto iletken Terahertz Vericiler Tasarımı, İmalatı ve Deneysel Karakterizasyonu

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

Mühendislik

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed polymer optical fiber is composed of 80,000 strands of poly (methyl methacrylate) (PMMA) and polystyrene (PS) that are randomly mixed and drawn into a square cross section optical fiber with a side width of 250 &mu;m. Initially, each strand is 200 &mu;m in diameter and 8-inches long. During the mixing process of the original fiber strands, the fibers cross over each other; however, a large draw ratio guarantees that the refractive index profile is invariant along the length of the fiber for several tens of centimeters. The large refractive index difference of 0.1 between the disordered sites results in a small localized beam radius that is comparable to the beam radius of conventional optical fibers. The input light is launched from a standard single mode optical fiber using the butt-coupling method and the near-field output beam from the disordered fiber is imaged using a 40X objective and a CCD camera. The output beam diameter agrees well with the expected results from the numerical simulations. The disordered optical fiber presented in this work is the first device-level implementation of 2D Anderson localization, and can potentially be used for image transport and short-haul optical communication systems.

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. This microstructured fiber can transport a small localized beam with a radius that is comparable to the beam radius of conventional optical fibers.

Işık Enine Anderson lokalizasyonu Düzensiz Polimer Fiber Optik imalatı ve Karakterizasyonu

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

Writing and Low-Temperature Characterization of Oxide Nanostructures

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions. Oxide interfaces exhibit a wide range of properties that can be controlled include conduction, piezoelectric behavior, ferromagnetism, superconductivity and nonlinear optical properties. Recently, methods for controlling these properties at extreme nanoscale dimensions have been discovered and developed. Here are described explicit step-by-step procedures for creating LaAlO3/SrTiO3 nanostructures using a reversible conductive atomic force microscopy technique. The processing steps for creating electrical contacts to the LaAlO3/SrTiO3 interface are first described. Conductive nanostructures are created by applying voltages to a conductive atomic force microscope tip and locally switching the LaAlO3/SrTiO3 interface to a conductive state. A versatile nanolithography toolkit has been developed expressly for the purpose of controlling the atomic force microscope (AFM) tip path and voltage. Then, these nanostructures are placed in a cryostat and transport measurements are performed. The procedures described here should be useful to others wishing to conduct research in oxide nanoelectronics.

Oxide nanostructures provide new opportunities for science and technology. The interfacial conductivity between LaAlO3 and SrTiO3 can be controlled with near-atomic precision using a conductive atomic force microscopy technique. The protocol for creating and measuring conductive nanostructures at LaAlO3/SrTiO3 interfaces is demonstrated.

Yazma ve Oksit Nanoyapıların Düşük Sıcaklık Karakterizasyonu

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions.  Oxide ...

Patterning via Optical Saturable Transitions - Fabrication and Characterization

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical Saturable Transitions (POST). In this technique the chemical properties of organic photochromic molecules that undergo single-photon reactions are exploited, enabling rapid top-down nanopatterning over large areas at low light intensities, thereby, allowing for the circumvention of the far-field diffraction barrier.4 Simple, cost-effective, high throughput and resolution alternatives to nanopatterning are being explored, such as, two-photon polymerization5,6, beam pen lithography (BPL)7, scanning electron beam lithography (SEBL), and focused ion beam (FIB) patterning. However, multi-photon approaches require high light intensities, which limit their potential for high throughput and offer low image contrast. Although, electron and ion beam lithographic processes offer increased resolution, the serial nature of the process is limited to slow writing speeds, which also prevents patterning of features over large areas. Beam-pen lithography is an approach towards parallel near-field optical lithography. However, the gap between the source of the beam and the surface of the photoresist needs to be controlled extremely precisely for good pattern uniformity and this is very challenging to accomplish for large arrays of beams. Patterning via Optical Saturable Transitions (POST) is an alternative optical nanopatterning technique for patterning sub-wavelength features1-3. Since this technique uses single photons instead of electrons, it is extremely fast and does not require high light intensities1-3, opening the door to massive parallelization.

We report that the diffraction limit of conventional optical lithography can be overcome by exploiting the transitions of organic photochromic derivatives induced by their photoisomerization at low light intensities.1-3 This paper outlines our fabrication technique and two locking mechanisms, namely: dissolution of one photoisomer and electrochemical oxidation.

Optik Doyurulabilen Geçişler aracılığıyla Desenlendirme - İmalat ve Karakterizasyonu

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical ...

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological and physical sciences over the past few decades. The progress made in this field invites further study of even smaller systems and at a larger scale, with tools that could be distributed more easily and made more widely available. Unfortunately, the fundamental laws of diffraction limit the minimum size of the focal spot of a laser beam, which makes particles smaller than a half-wavelength in diameter hard to trap and generally prevents an operator from discriminating between particles which are closer together than one half-wavelength. This precludes the optical manipulation of many closely-spaced nanoparticles and&#160;limits the&#160;resolution of optical-mechanical systems. Furthermore, manipulation using focused beams requires beam-forming or steering optics, which can be very bulky and expensive. To address these limitations in the system scalability of conventional optical trapping our lab has devised an alternative technique which utilizes near-field optics to move particles across a chip. Instead of focusing laser beams in the far-field, the optical near field of plasmonic resonators produces the necessary local optical intensity enhancement to overcome the restrictions of diffraction and manipulate particles at higher resolution. Closely-spaced resonators produce strong optical traps which can be addressed to mediate the hand-off of particles from one to the next in a conveyor-belt-like fashion. Here, we describe how to design and produce a conveyor belt using a gold surface patterned with plasmonic C-shaped resonators and how to operate it with polarized laser light to achieve super-resolution nanoparticle manipulation and transport. The nano-optical conveyor belt chip can be produced using lithography techniques and easily packaged and distributed.

The scalability and resolution of conventional optical manipulation techniques are limited by diffraction. We circumvent the diffraction limit and describe a method of optically transporting nanoparticles across a chip using a gold surface patterned with a path of closely spaced C-shaped plasmonic resonators.

Bir Nano-Optik Konveyör Bant imalatı ve İşletilmesi

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

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 ...

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 ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of lithium-ion (Li-ion) batteries. However, a number of setbacks prevent their integration into commercial devices. The main limiting factor is due to nanoscale phenomena occurring at the electrode/electrolyte interfaces, ultimately leading to degradation of battery operation. These key problems are highly challenging to observe and characterize as these batteries contain multiple buried interfaces. One approach for direct observation of interfacial phenomena in thin film batteries is through the fabrication of electrochemically active nanobatteries by a focused ion beam (FIB). As such, a reliable technique to fabricate nanobatteries was developed and demonstrated in recent work. Herein, a detailed protocol with a step-by-step process is presented to enable the reproduction of this nanobattery fabrication process. In particular, this technique was applied to a thin film battery consisting of LiCoO2/LiPON/a-Si, and has further been previously demonstrated by in situ cycling within a transmission electron microscope.

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

A protocol for the fabrication of electrochemically active LiPON-based solid-state lithium-ion nanobatteries using a focused ion beam is presented.

LiPON tabanlı katı hal lityum-iyon Nanobatteries in Situ test etmek için odaklı iyon kiriş imalatı

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for applications in two-dimensional nanoelectronics devices. Although many methods to synthesize SnSe nanocrystals have been developed, a simple way to fabricate large-sized single-layer SnSe flakes remains a great challenge. Herein, we show the experimental method to directly grow large-sized single-layer rectangular SnSe flakes on commonly used SiO2/Si insulating substrates using a straightforward two-step fabrication method in an atmospheric pressure quartz tube furnace system. The single-layer rectangular SnSe flakes with an average thickness of ~6.8 &#197; and lateral dimensions of about 30 &#181;m &#215; 50 &#181;m were fabricated by a combination of vapor transport deposition technique and nitrogen etching route. We characterized the morphology, microstructure, and electrical properties of the rectangular SnSe flakes and obtained excellent crystallinity and good electronic properties. This article about the two-step fabrication method can help researchers grow other similar two-dimensional, large-sized, single-layer materials using an atmospheric pressure system.

A protocol is presented demonstrating a two-step fabrication technique to grow large-sized single-layer rectangular shaped SnSe flakes on low-cost SiO2/Si dielectrics wafers in an atmospheric pressure quartz tube furnace system.

Tek katmanlı dikdörtgen SnSe büyük ölçekli pul imalatı atmosfer basıncı

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Fabrication of Magnetic Nanostructures on Silicon Nitride Membranes for Magnetic Vortex Studies Using Transmission Microscopy Techniques

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared on transparent membranes which are very fragile and difficult to manipulate. We present processes for the fabrication of samples with magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for Lorentz transmission electron microscopy and magnetic transmission x-ray microscopy studies. The samples are prepared on silicon nitride membranes and the fabrication consists of a spin coating, UV and electron-beam lithography, the chemical development of the resist, and the evaporation of the magnetic material followed by a lift-off process forming the final magnetic structures. The samples for the Lorentz transmission electron microscopy consist of magnetic nanodiscs prepared in a single lithography step. The samples for the magnetic x-ray transmission microscopy are used for time-resolved magnetization dynamic experiments, and magnetic nanodiscs are placed on a waveguide which is used for the generation of repeatable magnetic field pulses by passing an electric current through the waveguide. The waveguide is created in an extra lithography step.

A protocol for the fabrication of magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for transmission electron microscopy (TEM) and magnetic transmission x-ray microscopy (MTXM) studies is presented.

Silikon nitrür membranlar üzerinde manyetik nanoyapıları imalatı transmisyon mikroskopisi teknikleri kullanarak manyetik girdap etütler

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared ...