Wybrane zagadnienia metrologii mikro- i nanostruktur

• Autorzy: Gotszalk T. , Jóźwiak G. , Kowalski Z. , Nitsch K. , Piasecki T. , Radojewski J. , Sankowska A. , Serafińczuk J. , Szecówka P.

Warianty tytułu

EN

Selected aspects of micro- and nanostructure metrology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawione zostały metody i techniki badań materiałów stosowanych we współczesnej mikro- i nanoelektronice oraz konstruowanych obecnie przyrządów i podzespołów. Metody bazujące na spektroskopii impedancyjnej, skaningowej mikroskopii elektronowej, mikroskopii bliskich oddziaływań, technikach jonowych, dyfraktometru rentgenowskiej, optoelektronice i technice światłowodowej, przetwarzaniu sygnałów i cyfrowych układach sterujących są rozwijane w Zakładzie Metrologii Mikro- i Nanostruktur od 2006. Dzięki integracji wspomnianych technik i ich odmian, dodatkowo z wykorzystaniem układów mikroelektromechanicznych, możliwe jest rozwiązanie wielu problemów, stojących przed współczesną metrologią mikro- i nanostruktur.

EN

In this paper, new methods of investigation of novel materials used and new tools and systems constructed in the course of the development of micro- and nanotechnology. Methods based on impedance spectroscopy, scanning electron microscopy, scanning probe microscopy, ion techniques, X-ray diffraction, optoelectronics and fiber techniques, signal processing and digital control devices have been developed in the Division of Metrology of Micro- and Nanostructures since 2006. By combining above-mentioned methods and their variations and including usage of microelectromechanical systems it is possible to solve various problems of modern metrology of micro- and nanostructures.

Słowa kluczowe

PL

metrologia; nanostruktury; spektroskopia impedancyjna; mikroskopia bliskich oddziaływań; dyfraktometria rentgenowska

EN

metrology; nanostructures; impedance spectroscopy; scanning probe microscopy; X-ray diffraction

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 2
• Strony: 40--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., wykr.

Twórcy

autor

Gotszalk T.

autor

Jóźwiak G.

autor

Kowalski Z.

autor

Nitsch K.

autor

Piasecki T.

autor

Radojewski J.

autor

Sankowska A.

autor

Serafińczuk J.

autor

Szecówka P.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Zakład Metrologii Mikro- i Nanostruktur

Bibliografia

• [1] Nitsch K.: Microelectronic materials and structures characterization by impedance spectroscopy. Microelectronics Reliability 51, ss. 1213-1218, 2011.
• [2] Piasecki T. Nitsch K.: Study of Sprayed Coatings and Compound Materials by Impedance Spectroscopy. Surface & Coatings Technology 205, ss. 1009-1014, 2010.
• [3] Wroński M., Nitsch K., Rybka J., Pawlik-Jakubowska A., Gotszalk T.: Badanie wpływu dezintegracji E coli na impedancję czujnika o strukturze palczastej, Elektronika 51, ss. 144-147, 2010.
• [4] Piasecki T., Wroński M., Dudek M., Nitsch K.: System setup and software for impedance spectroscopy measurements. Elektronika 52, ss. 74-76, 2011.
• [5] Dudek M., Nitsch K., Dziedzic A., Piasecki T.: Wide frequency range ac electrical characterization of thick-film microvaristors. Microelectronics Reliability 51, ss. 1219-1224, 2011.
• [6] Piasecki T., Nitsch K., Pazik R., Stręk W.: Nanopowder grain size effect on the ac electric properties of Eu doped BaTiO3 nanoceramic. Journal of Physics 146, s. 012009, 2009.
• [7] Pazik R., Stręk W., Nitsch K.: Synteza, właściwości optyczne i elektryczne nanokrystalicznych materiałów BaTiO3 domieszkowanych jonami ziem rzadkich. Wiadomości Chemiczne 63 (9-10), ss. 877-931, 2009.
• [8] Zhang J., Dai C., Su X, S. J. O'Shea: Determination of liquid density with a low frequency mechanical sensor based on quartz tuning fork. Sensors and Actuators B 84, ss. 123-128, 2002.
• [9] Matsiev L. F., Bennett J. W., McFarland: Application of flexural mechanical resonators to simultaneous measurements of liquid density and viscosity. IEEE Ultrasonics Symposium 1, ss. 457-460, 1999.
• [10] Waszczuk K., Piasecki T., Nitsch K., Gotszalk T.: Application of piezoelectric tuning forks in liquid viscosity and density measurements. Sensors and Actuators B 160, ss. 517-523, 2011.
• [11] Gotszalk T., Grabiec P., Rangelow I. W.: Calibration and examination of piezoresistive Wheatstone bridge cantilevers for scanning probe microscopy. Ultramicroscopy 97 (1-4), ss. 385-389, 2003.
• [12] Zawierucha P., Mulak P., Gotszalk T., Sankowska A., Rząsa Ł.: Natężeniowy swiatłowodowy czujnik zbliżeniowy do charakteryzacji układów typu MEMS. Materiały konferencyjne COE 2006, Krakow-Zakopane, ss. 443-446, 2006.
• [13] Wielgoszewski G., Gotszalk T., Woszczyna M., Zawierucha P., Zschech E.: Conductive atomic force microscope for investigation of thin-film gate insulators. Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences 56 (1), ss. 39-44, 2008.
• [14] Wielgoszewski G.: Pomiary cienkich warstw dielektryków podbramkowych za pomocą sond z przewodzącymi ostrzami. [w:] Janusz Kacprzyk (red.), Innowacyjne rozwiązania w obszarze automatyki, robotyki i pomiarów, Oficyna Wydawnicza PIAP, Warszawa 2009, ISBN 978-83-61278-06-1, ss. 7-17.
• [15] Wielgoszewski G., Sulecki P., Gotszalk T., Janus P., Grabiec P., Hecker M., Ritz Y., Zschech E.: Scanning thermal microscopy: A nano-probe technique for studying the thermal properties of nanocomponents. Physica Status Solidi B, 248 (2), ss. 370-374, 2011.
• [16] Janus P. et al.: Novel SThM nanoprobe for thermal properties investigation of micro- and nanoelectronic devices. Microelectronic Engineering 87 (5-8), ss. 1370-1374, 2010.
• [17] Wielgoszewski G., Sulecki P., Gotszalk T., Janus P., Szmigiel D., Grabiec P., Zschech E.: Microfabricated resistive high-sensitivity nanoprobe for scanning thermal microscopy. Journal of Vacuum Science & Technology B 28 (6), s. C6N7, 2010.
• [18] Ivanova K., Sarov Y., Ivanov Tzv., Frank A., Zöllner J, Bitterlich Ch., Wenzel U., Volland B. E., Klett S., Rangelow I. W., Zawierucha P., Zielony M., Gotszalk T., Dontzov D., Schott W., Nikolov N., Zier M., Schmidt B., Engl W., Sulzbach T., Kostic I.: Scanning proximal probes for parallel imaging and lithography. Journal of Vacuum Science & Technology B 26 (6), s. 2367, 2008.
• [19] Zawierucha P., Zielony M., Kopiec D., Woszczyna M., Sarov Y., Frank A., Ivanov T., Zöllner J. P., Rangelow I. W., Gotszalk T.: Mikroskopia sił atomowych z zastosowaniem matryc mikrodźwigni sprężystych. Elektronika 51 (6), ss. 72-75, 2010.
• [20] Kowalski Z. W.: Morfologia powierzchni rozpylanej jonami - implikacje technologiczne i biomedyczne. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2001.
• [21] Kowalski Z. W.: Comprehensive Analysis of Ion Beam Induced Stainless Steel Surface Morphology. Acta Physica Polonica A 120 (1), s. 70, 2011.
• [22] Volkert C. A. i Minor A. M. (red.): Focused Ion Beam Microscopy and Micromachining. MRS Bulletin 32, 2007.
• [23] Franzke J., Meyer C., Mueller S., Kraehling T., Michels A.: Microdischarges for Analytical Atomic Spectometry: Design Considerations and Applications, [w:] Encyclopedia of Analytical Chemistry, online, John Wiley & Sons Ltd., 2011.
• [24] Woszczyna M., Zawierucha P., Patetko P., Zielony M., Gotszalk T., Sarov Y., Ivanov T., Frank A., Zöllner J. P., Rangelow I. W.: Micromachined scanning proximal probes with integrated piezoresistive readout and bimetal actuator for high eigenmode operation. Journal of Vacuum Science & Technology B 28 (6), s. C6N12, 2010.
• [25] Dohn S., Sandberg R., Svendsen W., Boisen A.: Enhanced functionality of cantilever based mass sensors using higher modes. Applied Physics Letters 86, s. 233501, 2005.
• [26] Struckmeier J. i in.: Fully automated single-molecule force spectroscopy for screening applications. Nanotechnology 19, s. 384020-1, 2008.
• [27] Wanga C., Pai N. S., Yau H. T.: Chaos control in AFM system using sliding mode control by backstepping design. Commun. Nonlinear Sci. Numer Simulat 15, ss. 741-751, 2010.
• [28] Woszczyna M., Zawierucha P., Masalska A., Jóźwiak G., Staryga E.: Tunneling/shear force microscopy using piezoelectric tuning forks for characterization of topography and local electronic surface properties. Ultramicroscopy 110, ss. 877-880, 2010.
• [29] Jóźwiak G., Kopiec D., Zawierucha P., Gotszalk T., Janus P., Grabiec P., Rangelow I. W.: The spring constant calibration of the piezoresistive cantilever based biosensor. Praca wystana do Sensors and Actuators B: Chemical, 2011.
• [30] Jóźwiak G., Henrykowski A., Masalska A., Gotszalk T.: Regularization mechanism in blind tip reconstruction procedure. Praca wysłana do Ultramicroscopy, 2011.
• [31] Jóźwiak G. i in.: Topograf - program do przetwarzania i analizy obrazów uzyskiwanych z mikroskopów SPM. [w:] Jan Zarzycki (red.) Komputerowe wspomaganie badań naukowych XV Wrocławskie Towarzystwo Naukowe, Wrocław 2008, ss. 27-32.
• [32] Nowacki Z., Zawierucha P., Serafińczuk J., Woszczyna M., Sawicki P., Zielony M., Szecówka P., Gotszalk T.: 32-kanałowy cyfrowy regulator PID na bazie układu FPGA do zastosowań w mikroskopii sił atomowych, Elektronika 51 (2), ss. 109-113, 2010.
• [33] Kopiec D., Woszczyna M., Gotszalk T., Woźniak K., Zawierucha P., Sojka K.: Wzmacniacz fazoczuły typu lock-in do zastosowań w mikroskopii bliskich oddziaływań. Elektronika 51 (1), ss. 88-91, 2010.
• [34] Serafińczuk J., Pietrucha J., Schroeder G., Gotszalk T. P.: Thin film thickness determination using X-ray reflectivity and Savitzky-Golay algorithm. Optica Applicata 41 (2), 2011.
• [35] Podhorodecki A., Bański M., Misiewicz J., Serafińczuk J., Gaponenko N. V.: Influence of the annealing temperature on excitation of terbium luminescence in yttrium-aluminum oxide films deposited onto porous anodic alumina. Journal of Electrochemical Society 157 (6), 2010.
• [36] Szczygieł B., Turkiewicz A., Serafińczuk J.: Surface morphology and structure of Ni-P, Ni-P-ZrO2, Ni-W-P, Ni-W-P-ZrO2 coatings deposited by electroless method. Surface & Coatings Technology 202 (9), 2008.
• [37] Kudrawiec R., Suski T., Serafińczuk J., Misiewicz J., Muto D., Nanishi Y.: Photoreflectance of InN and InN:Mg layers: An evidence of Fermi level shift toward the valence band upon Mg doping in InN. Applied Physics Letters 93 (13), 2008.
• [38] Kucharski R., Rudziński M., Zając M., Doradziński R., Garczyński J., Sierzputowski L., Kudrawiec R., Serafińczuk J., Strupiński W., Dwiliński R.: Nonpolar GaN substrates grown by ammonothermal metod. Applied Physics Letters 95, 2009.
• [39] Kudrawiec R., Rudziński M., Serafińczuk J., Zajac M., Misiewicz J.: Photoreflectance study of exciton energies and linewidths for homoepitaxial and heteroepitaxial GaN layers. Journal of Applied Physics 105, 2009.
• [40] Kozłowski J., Serafińczuk J.: Structure modelling and reciprocal space maps simulation of the (Ga, Al)N epitaxial layers deposited on the sapphire substrate. Journal of Alloys & Compounds 401 (1-2), 2005.