Descripción
Al grano
Salir de nuevas oportunidades
Revolucionario sistema de caracterización de propiedades físicas de películas finas.
Plataforma de medición altamente integrada y fácil de usar.
Las propiedades físicas de las películas delgadas difieren de las del material a granel, ¡ya que los efectos superficiales parásitos son mucho más fuertes debido a las dimensiones más pequeñas y a las altas relaciones de aspecto!
- Influencia creciente de la dispersión superficial (a)
- Dispersión límite adicional (b)
- Confinamiento cuántico para capas muy finas (c)
El Analizador de Películas Finas LINSEIS es la herramienta perfecta para caracterizar una amplia gama de muestras de películas finas de forma extremadamente cómoda y rápida.
Es un sistema autónomo y fácil de usar que ofrece resultados de la máxima calidad gracias a un diseño de medición pendiente de patente.
Componentes del AFC
La configuración básica consiste en un chip de medición en el que se puede depositar fácilmente la muestra, y la cámara de medición para proporcionar las condiciones ambientales necesarias.
Dependiendo de la aplicación, el montaje se puede utilizar con un amplificador Lock-In y/o un potente imán eléctrico.
Las mediciones suelen realizarse en UHV (Super alto vacío) y la temperatura de las muestras puede controlarse entre -170 °C y 280 °C durante la medición mediante LN2 y potentes calentadores.
Fichas de medición preestructuradas
El chip combina la medición 3 Omega para la medición de la conductividad térmica con una montaje Van-der-Pauw de 4 puntos para la determinación de las propiedades de transporte eléctrico.
El coeficiente Seebeck puede medirse utilizando termómetros de resistencia adicionales situados cerca de los electrodos de Van-der-Pauw.
Para facilitar la preparación de la muestra, se puede utilizar una máscara de lámina despojada o una máscara de sombra metálica.
Esta configuración permite la caracterización casi simultánea de una muestra preparada mediante PVD (p. ej., evaporación térmica, pulverización catódica, MBE), CVD (p. ej., ALD), revestimiento por rotación, colada gota a gota o impresión por chorro de tinta en un solo paso.
La gran ventaja de este sistema es la determinación simultánea de una amplia gama de propiedades físicas en una sola medición.
Todas las mediciones se realizan en la misma dirección (en el plano) y son muy comparables.
1. Medición de Van-der-Pauw
Para determinar la conductividad eléctrica (σ) y el coeficiente de Hall (AH) de la muestra, se utiliza el método de Van-der-Pauw.
Tras depositar la muestra en el chip, se conecta a cuatro electrodos A, B, C y D por su borde.
Para la medición, se aplica una corriente entre dos de los contactos y se mide la tensión correspondiente entre los dos restantes.
Cambiando los contactos en el sentido de las agujas del reloj y repitiendo el procedimiento, se puede calcular la resistividad de la muestra mediante la ecuación de Van-der-Pauw.
Aplicando un campo magnético y midiendo el cambio correspondiente de la resistencia diagonal de Van-der-Pauw, se puede calcular el coeficiente Hall de la muestra.
2. Medición del coeficiente Seebeck
Para determinar el coeficiente Seebeck, se coloca un termómetro y un calentador adicionales en el chip, cerca de la muestra.
Esta configuración permite medir la termotensión a diferentes gradientes de temperatura que pueden utilizarse para calcular el coeficiente Seebeck S=-Vth/∆T.
3. Medición de la conductividad térmica de la película delgada
Para determinar la conductividad térmica en el plano, se utiliza una configuración de membrana suspendida de banda caliente pendiente de patente.
En esta configuración, se utiliza un alambre muy pequeño como calentador y sensor de temperatura en uno.
La muestra de interés se depositará directamente sobre esta membrana.
Para la medición en consecuencia, se aplica una corriente al hilo caliente que se calienta debido al calentamiento Joule.
Debido al aumento de temperatura, la resistividad del hilo cambia y puede medirse fácilmente.
A partir de este cambio de resistividad y del conocimiento de la geometría exacta del montaje, es posible calcular de nuevo la conductividad térmica de la muestra.
Dependiendo de la muestra, también es posible medir la emisividad y el calor específico.
Para obtener resultados de alta calidad, el grosor de la muestra multiplicado por la conductividad térmica de la muestra debe ser igual o superior a 2 x 10-7 W/K.
Diseño modular
Partiendo de una configuración básica para medir la conductividad térmica, el sistema puede actualizarse fácilmente con el kit termoeléctrico para medir la conductividad eléctrica y el coeficiente Seebeck o con el kit de actualización magnética para realizar mediciones de 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 de embalaje para el Analizador de capa fina LINSEIS (TFA):
Dispositivo básico (incl. paquete transitorio)
Consta de cámara de medición, bomba de vacío, portamuestras básico con calentador incluido, amplificador lock-in integrado en el sistema para el método 3ω, PC y paquete de software LINSEIS que incluye software de medición y evaluación.
El diseño está optimizado para medir las siguientes propiedades físicas:
- λ – Conductividad térmica
- Cp – Calor específico
Paquete 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 – Resistividad eléctrica / σ – Conductividad eléctrica
- S – Coeficiente Seebeck
Paquete magnético
Hay disponibles dos configuraciones diferentes para el paquete magnético.
O bien un electroimán móvil (EM) con fuente de alimentación, interruptor de campo, 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 imán permanente sólo puede utilizarse para aplicar tres puntos de campo definidos (+0,5 T, 0T y -0,5T) a la muestra.
Ambos diseños están optimizados para medir los siguientes parámetros:
- AH – Constante de pasillo
- μ – Movilidad Hall (cálculo según el modelo monobanda)
- n – Concentración de portadores de carga (cálculo según el modelo monobanda)
Opción de baja temperatura para refrigeración controlada
- Enfriamiento con LN2 hasta 100 K
- Unidad de refrigeración controlada TFA/KREG
- TFA/KRYO Dewar 25l
Características únicas
Sistema de caracterización
de alta calidad y fácil de usar
para películas finas (rango de
nm a µm)
Mediciones dependientes de la
temperatura (-170°C hasta +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 un único
proceso de medición sobre la misma
muestra y dirección para semiconductores,
metales, cerámica y materiales orgánicos
Servicio-Hotline
+49 (0) 9287/880 0
Nuestro servicio está disponible de lunes a
jueves de 8 a 16 horas
y viernes de 8 a 12 horas.
¡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 preestructurados totalmente integrados como consumibles.
- Diseñado para ofrecer la máxima flexibilidad (material, grosor, resistencia, métodos de deposición).
- Todas las mediciones se realizan en una sola pasada sobre la misma muestra y en la misma dirección.
- Se pueden medir tanto muestras de semiconductores como metales, cerámicas o materiales orgánicos.
MODEL | TFA – THIN FILM ANALYZER |
|---|---|
| Temperature range: | RT to 280°C -160°C to 280°C |
| Sample thickness: | From 5 nm to 25 µm (depending on sample) |
| Measuring principle: | Chip-based (pre-structured measuring chips, 24 pieces per box) |
| Separation techniques: | Among others: PVD (sputtering, vaporisation), ALD, spin coating, ink-jet printing and many more |
| Measured parameters: | Thermal conductivity (3 Omega) |
| Heat capacity | |
| Optional: | Electrical conductivity / specific resistance Hall constant / mobility / charge carrier density (electromagnet up to 1 T or permanent magnet with 0.5 T) |
| Vacuum: | ~10E-4mbar |
| Electronics: | Integrated |
| Interface: | USB |
| Measuring range | |
| Thermal conductivity: | 0.05 to 200 W/m∙K 3 Omega method, hot-strip method (in-plane measurement) |
| Electrical conductivity: | 0.05 to 1 ∙ 106 S/cm Van der Pauw four-probe measurement |
| Seebeck coefficient: | 5 to 2500 μV/K |
| Repeatability & Accuracy | |
| Thermal conductivity: | ± 3% (for most materials) ± 10% (for most materials) |
| Resistivity: | ± 3% (for most materials) ± 6% (for most materials) |
| Seebeck coefficient: | ± 5% (for most materials) ± 7% (for most materials) |
Software
Hacer visibles y comparables los valores
Además del hardware utilizado, el potente software de análisis térmico LINSEIS basado en Microsoft® Windows® desempeña la función más importante en la preparación, ejecución y evaluación de los experimentos termoanalíticos. 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 evaluar los datos. El paquete ha sido desarrollado por nuestros especialistas internos en software y expertos en aplicaciones, y ha sido probado y mejorado durante años.
El paquete de software TFA consta de 2 módulos: El programa de medición para la adquisición de datos y un software de evaluación con plugins predefinidos para la evaluación de los datos. El software Linseis reúne todas las funciones esenciales para la preparación, ejecución y evaluación de las mediciones.
Características generales
- Software MS® Windows™ totalmente compatible
- Seguridad de los datos en caso de apagón
- Control automático de los contactos de la muestra
- Protección contra rotura del termopar
- Evaluación de la medición actual
- Comparación de curvas
- Almacenamiento y exportación de evaluaciones
- Exportación e importación de datos ASCII
- Exportación de datos a MS Excel
- Exportación fácil (CTRL C)
- Base de datos para archivar todas las mediciones y evaluaciones
- Menú Ayuda en línea
- Evaluación estadística de curvas
- Opción de zoom para el análisis de curvas
- Plugins de evaluación integrados
- Se puede cargar cualquier número de curvas para compararlas
Software de medición
- Introducción de datos fácil y cómoda para segmentos de temperatura y tareas de medición.
- El software muestra automáticamente los datos brutos reales medidos
- Medición totalmente automatizada
Software de evaluación
- Plugins de evaluación predefinidos (según modelos publicados)
- Alternativamente: Acceso directo a los datos brutos
- Evaluación directa de los datos medidos para el cálculo de
- Conductividad térmica
- Calor específico
- Resistividad / Conductividad
- Coeficiente Seebeck
- Fácil trazado y exportación de datos
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.
Vídeos
Bien informado
