Descripción de la
Al grano
Posibilidades apasionantes Revolucionario sistema de medición para determinar las propiedades físicas de las películas finas. Plataforma de medición altamente integrada y fácil de usar.
Las propiedades físicas de las láminas delgadas difieren de las de los materiales sólidos, ¡ya que los efectos superficiales parásitos son mucho más dominantes debido a las dimensiones más pequeñas y a las elevadas relaciones de aspecto!
- Influencia creciente de la dispersión superficial (a)
- Dispersión adicional del límite de grano (b)
- Efectos de cuantificación para capas muy finas (c)
El Analizador de capas finas LINSEIS es la herramienta perfecta para caracterizar una amplia gama de muestras de capas finas de forma extremadamente cómoda y rápida. Es un sistema de sobremesa fácil de usar y, gracias a su diseño de medición pendiente de patente, ofrece resultados muy precisos.
Componentes La plataforma consta de un chip de medición, sobre el que se deposita la muestra que se va a analizar, y una cámara de medición para proporcionar las condiciones ambientales necesarias. Dependiendo de la aplicación, la configuración puede ampliarse con un amplificador lock-in y/o un electroimán potente. Las mediciones suelen realizarse en UHV, por lo que la temperatura de la muestra puede controlarse entre -160 °C y +280 °C durante la medición, utilizandoLN2 y potentes calentadores.
Chips de medición preestructurados El chip de medición combina la técnica 3-omega para la medición de la conductividad térmica con una disposición Van der Pauw de 4 puntos para medir las propiedades de transporte eléctrico. El coeficiente Seebeck puede determinarse con termómetros de resistencia integrados adicionales situados cerca de los electrodos Van der Pauw. Esta configuración permite una caracterización completa y casi simultánea de todas las propiedades en una sola muestra preparada mediante PVD (p. ej., evaporación térmica, pulverización catódica, MBE), CVD (p. ej., ALD), recubrimiento por rotación, colada gota a gota o impresión por chorro de tinta en un solo paso. Para facilitar la preparación de la muestra en el chip de medición, se puede utilizar una máscara de lámina pelable o una máscara de sombra metálica.
Otra gran ventaja de este sistema es la determinación simultánea de todas las propiedades físicas en una sola medición. Todas las mediciones se realizan en la misma dirección (en el plano) y, por tanto, son coherentes y óptimamente comparables para su posterior evaluación (por ejemplo, la determinación de la figura de mérito termoeléctrica ZT o la investigación de los procesos de curación).
1. Medición de Van der Pauw El método de Van der Pauw se utiliza para determinar la conductividad eléctrica (σ) y la constante de Hall(AH) de la muestra. Una vez depositada la muestra en el chip, ya está conectada eléctricamente a cuatro electrodos situados en su borde. Para la medición, ahora se aplica una corriente entre dos de los contactos y se mide la tensión resultante entre los dos contactos restantes. Intercambiando cíclicamente los contactos en el sentido de las agujas del reloj y repitiendo el procedimiento, se puede calcular la resistencia de lámina de la muestra mediante la ecuación de Van der Pauw. Aplicando un campo magnético perpendicular a la superficie de la muestra y midiendo el cambio en la resistencia diagonal de Van der Pauw, se puede calcular la constante de Hall de la muestra y, a partir de ella, la densidad de portadores de carga y la movilidad de Hall.
2. medición del coeficiente Seebeck Para determinar el coeficiente Seebeck, se acoplan al chip un termómetro adicional y un calentador de línea cerca de la muestra. Esta configuración permite medir la tensión termoeléctrica a diferentes gradientes de temperatura a lo largo de la muestra, lo que puede utilizarse para calcular el coeficiente Seebeck S =-Vth/∆T.
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3. método de medición del hilo calefactor Para determinar la conductividad térmica en el plano se utiliza una estructura única de membrana de cinta caliente. En este montaje, se utiliza una tira metálica microestructurada como calentador y sensor de temperatura en uno. La muestra se deposita directamente sobre la membrana autoportante para la medición. Para la medición, se suministra una corriente a la tira metálica, que se calienta como resultado del calentamiento Joule. Debido al aumento de temperatura, la resistencia del hilo cambia y, por tanto, puede utilizarse para medir la temperatura. A partir de este cambio de resistencia y del conocimiento de la geometría de la membrana, se puede calcular la conductividad térmica de la muestra. Según la muestra, también pueden medirse la emisividad y el calor específico. Para obtener resultados de alta calidad, el producto del grosor de la muestra y la conductividad térmica de la misma debe ser igual o superior a 2×10-7W/K.
Diseño modular El dispositivo básico (optimizado para medir la conductividad térmica) puede ampliarse opcionalmente con un kit termoeléctrico para medir la conductividad eléctrica y el coeficiente Seebeck y/o con el kit de ampliación magnética para medir la constante de Hall, la movilidad y la concentración de portadores de carga.
Configuraciones del sistema
Sistema básico / Kit termoeléctrico / Kit magnético / Opción refrigeración
Existen las siguientes opciones para el Analizador de capa fina LINSEIS (TFA ):
Dispositivo básico Compuesto por cámara de medición, bomba turbomolecular, portamuestras con calefacción integrada, amplificador lock-in integrado en el sistema para el método de medición 3w, PC y paquete de software LINSEIS (incluye software de medición y evaluación). El diseño está optimizado para la caracterización de las siguientes propiedades físicas:
- λ – Conductividad térmica
- cp – capacidad calorífica
Kit termoeléctrico Compuesto por electrónica de medida ampliada (CC) y software de evaluación para experimentos termoeléctricos. El diseño está optimizado para medir los siguientes parámetros:
- ρ – resistencia específica / σ – conductividad eléctrica
- S – Coeficiente Seebeck
Kit magnético
Hay dos configuraciones diferentes disponibles para este paquete. O bien un electroimán (EM) con fuente de alimentación, dispositivo de inversión de polaridad, circuito de seguridad y refrigeración por agua, o bien una configuración móvil con dos imanes permanentes (PM). El electroimán permite al usuario aplicar una intensidad de campo variable entre +/-1 Tesla perpendicular a la muestra. La configuración con imanes permanentes permite aplicar tres puntos de campo definidos (+0,5T, 0T y -0,5T) a la muestra. El kit magnético está optimizado para medir los siguientes parámetros:
- AH – Constante de Hall
- μ – Movilidad Hall (cálculo simple según el modelo monobanda)
- n – Densidad de portadores de carga (cálculo simple según el modelo monobanda)
Opción de baja temperatura para refrigeración controlada
- Refrigeración por LN2 para mediciones hasta 100 K
- TFA/KREG Refrigeración controlada
- TFA/KRYO Dewar 25l
Características únicas
Sistema de medición de alta calidad para películas finas (rango de nm a µm) con preparación y manipulación de muestras sencillas
Mediciones dependientes de la temperatura de -160°C a +280°C
Dispositivo de medición basado en chips con chips totalmente integrados y preestructurados como consumibles
Gran flexibilidad para diferentes materiales, grosores, resistencias y métodos de deposición
Todas las mediciones en una sola medición sobre la misma muestra y dirección para semiconductores, metales, cerámicas y orgánicos
Línea de atención telefónica
+49 (0) 9287/880 0
Nuestro servicio está disponible de lunes a jueves de 8 a 16 h y los viernes de 8 a 12 h.
¡Estamos a tu disposición!
Especificaciones
Negro sobre blanco
Características especiales
- Sistema de medición de alta calidad y fácil de usar para capas finas (en el rango de nm a µm).
- Permite realizar mediciones en función de la temperatura de -160°C a +280°C.
- Fácil preparación y manipulación de las muestras.
- Dispositivo de medición basado en chips con chips totalmente integrados y preestructurados como consumibles.
- Diseñado para ofrecer la máxima flexibilidad (material, grosor, resistencia, métodos de separación).
- Todas las mediciones se realizan en una sola pasada sobre la misma muestra y en la misma dirección.
- Puede utilizarse para medir muestras de semiconductores, así como metales, cerámicas o materiales orgánicos.
MODELL | TFA – THIN FILM ANALYZER |
|---|---|
| Temperaturbereich: | RT bis 280°C -160°C bis 280°C |
| Probendicke: | Von 5 nm bis 25 µm (abhängig von Probe) |
| Messprinzip: | Chipbasiert (vorstrukturierte Messchips, 24 Stück pro Box) |
| Abscheidetechniken: | Unter anderem: PVD (sputtern, verdampfen), ALD, Spin coating, Ink-Jet Printing und viele weitere |
| Gemessene Parameter: | Wärmeleitfähigkeit (3 Omega) |
| Wärmekapazität | |
| Optional: | Elektrische Leitfähigkeit / spezifischer Widerstand Hall-Konstante / Beweglichkeit / Ladungsträgerdichte (Elektromagnet bis 1 T oder Permanentmagnet mit 0.5 T) |
| Vakuum: | ~10E-4 mbar |
| Electronik: | Integriert |
| Interface: | USB |
| Messbereich | |
| Wärmeleitfähigkeit: | 0.05 bis 200 W/m∙K 3 Omega-Methode, Hot-Strip-Verfahren (Messung in der Ebene) |
| Elektrische Leitfähigkeit: | 0.05 bis 1 ∙ 106 S/cm Van-der-Pauw Vier-Sonden-Messung |
| Seebeck-Koeffizient: | 5 bis 2500 μV/K |
| Wiederholbarkeit & Genauigkeit | |
| Wärmeleitfähigkeit: | ± 3% (für die meisten Materialien) ± 10% (für die meisten Materialien) |
| Spezifischer Widerstand: | ± 3% (für die meisten Materialien) ± 6% (für die meisten Materialien) |
| Seebeck-Koeffizient: | ± 5% (für die meisten Materialien) ± 7% (für die meisten Materialien) |
Software
Hacer visibles y comparables los valores
Además del hardware utilizado, el potente software LINSEIS para Microsoft® Windows® desempeña la función más importante en la preparación, realización y análisis de los experimentos. Con este paquete de software, Linseis ofrece una solución completa para programar todos los ajustes específicos del aparato y las funciones de control, así como para almacenar y analizar los datos. El paquete ha sido desarrollado por nuestros especialistas en software y expertos en aplicaciones, y ha sido probado y mejorado durante muchos años.
El paquete de software TFA consta de 2 módulos: el programa de medición para la adquisición de datos y el software de evaluación con plug-ins predefinidos para la evaluación de datos. El software Linseis ofrece todas las funciones esenciales para preparar, realizar y analizar las mediciones.
Funciones generales
- Software MS® Windows™ totalmente compatible
- Seguridad de los datos en caso de apagón
- Control automático del contacto de la muestra
- Plug-ins integrados para la evaluación directa de los datos brutos medidos según los modelos publicados
- Guardar y exportar análisis
- Exportación e importación de datos brutos en formato ASCII
- Exportación de datos a MS Excel
- Exportación simple (CTRL C)
- Base de datos para archivar todas las mediciones y análisis
- Menú de ayuda en línea
- Análisis estadístico de curvas
- Opción de zoom para el análisis de curvas
- Plug-ins de evaluación integrados
- Se puede cargar cualquier número de curvas para compararlas
Software de medición
- Introducción de datos sencilla y fácil de usar para segmentos de temperatura y tareas de medición.
- Salida automática de los datos brutos medidos.
- Mediciones totalmente automáticas.
Software de evaluación
- Alternativa: Acceso directo a los datos brutos medidos
- Plug-ins de evaluación integrados (según modelos publicados)
- Para el cálculo de
- Conductividad térmica
- Capacidad calorífica
- Resistencia específica / conductividad eléctrica
- Coeficiente Seebeck
- Registro y exportación de datos sencillos
Aplicaciones
Ejemplo de aplicación: película fina de bismuto-antimonio
Mediciones de una película de 142 nm de espesor de bismuto-antimonio producida por evaporación térmica en condiciones de vacío en el intervalo de temperaturas de -160°C a + 140°C .
Ejemplo de aplicación: lámina delgada de PEDOT:PSS
Mediciones de una película de PEDOT: PSS de 15 µm de grosor (Grado de alta conductividad), que se produjo mediante recubrimiento por goteo, en el intervalo de temperaturas de -150 °C a + 100 °C.
Ejemplo de aplicación: Nanofilm de oro
Mediciones de una película de Au de 100 nm de grosor producida por pulverización catódica con magnetrón de corriente continua en condiciones de vacío en el intervalo de temperaturas de -50°C a +100°C.
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