Sistem de nano-manipulare și caracterizare electrica in situ în microscopul electronic de baleaj (SEM)

 

Sistemul de nano-manipulare are patru capete pentru prinderea, manipularea și determinarea proprietăților electrice (curbe I vs V în domeniul de tensiuni: -10 V / +10 V) ale diverselor nanomateriale (nano-tuburi, nano-fire, nano-curele, etc.) și a  micro/ nano-dispozitivelor de interes.

Manipularea obiectelor de dimensiuni micrometrice și nanometrice este critică în zilele noastre datorită dezvoltării rapide a nanotehnologiei în ultimele trei decenii.

 

Manipularea unui bundle de SWCNT

 

Combinarea microscopiei electronice de baleaj și a tehnologiei avansate de micro/nanomanipulare permite studierea în timp real și in situ a proprietăților electrice ale nanostructurilor individuale 1D (nano-fire/nano-tuburi) și 2D (grafenă), permițând corelarea proprietăților acestora cu un spectru larg de aplicații.

Sistemul hibrid simplifică construirea și asamblarea blocurilor de dimensiuni nanometrice in nano-dispozitive. Nano-tuburile sau nano-firele pre-sintetizate se pot integra, cu ajutorul sistemului de nanomanipulare, în diferite structuri pentru a obține, spre exemplu nano-FETs. Nanomanipularea mecanica este foarte precisa în incorporarea unui singur nano-tub/nano-fir, în comparație cu alte metode de obținere a nanodispozitivelor FET.

În plus, studiul proprietăților electrice ale nanomaterialelor metalice sau semiconductoare este de special interes datorita câmpului larg de aplicații în nano-electronica și nano-dispozitive. Rezistenta electrica a nano-firului evaluată prin trasarea unor curbe I-V determină performanța întregului dispozitiv, de aceea este necesară studierea proprietăților nano-firelor individuale.

 

Caracterizarea electrica a unui nanofir de CuO

 

 

Caracterizarea electrica a unui bundle de SWCNT

 

 

Caracterizarea electrica – Curba I-V inregistrata un cristal de GaN si un stalp de Si

 

 

Caracterizarea electrica – curba I-V inregistrata intre doua cristale de GaN

 

 

Caracterizarea electrica – curba I-V inregistrata intre un cristal de GaN si ground

 

 

Masuratoare piezoelectrica pe un tetrapod de GaN

 

Rezultatele prezentate pe structurile de GaN sunt obtinute in colaborare cu Universitatea Tehnica a Moldovei si Academia de Stiinte a Moldovei.

 

Sistemul de nano-manipulare şi caracterizare mecanică in situ în microscopul electronic de baleiaj (SEM)

 

Sistemul de nanoindentare este folosit pentru măsurători specializate de indentare la nivel nano, a nanomaterialelor și a micro/nano-dispozitivelor de interes, aplicând forte in intervalul 1- 360 µN.

Nanoindentarea este, până în prezent, singura abordare viabilă pentru măsurarea proprietăților mecanice ale nanomaterialelor din cauza dimensiunilor extrem de mici ale acestora. Combinarea microscopului electronic cu sistemul de nanoindentare permite observarea directă a comportamentului nanomaterialui. Se pot detecta, in timp real, fisuri generate in urma testelor mecanice și propagarea acestora corelându-le cu forța mecanică aplicată.  Înțelegerea proprietăților nano-structurilor individuale, cum ar fi mecanismul de deformare si proprietățile mecanice (modulul de elasticitate si duritatea), va ajuta la controlul structurii finale.

 

Indentarea unui nanotub de GaN