Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wybrane zagadnienia metrologii mikro- i nanostruktur

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

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 2

40-47

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.

2

Cyfrowe sterowanie pola skanowania w mikroskopie bliskich oddziaływań

Zielony M., Gotszalk T.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 11a

180-183

PL

Artykuł przedstawia algorytm i układ sterowania polem skanowania mikroskopu bliskich oddziaływań w uniwersalnym sterowniku SPM zbudowanym na bazie procesora sygnałowego TigerSharc TS101 firmy Analog Devices. Opisane zostały ograniczenia w bezpośrednim cyfrowym generowaniu pola skanowania, rozwiązanie tego problemu oraz rozszerzenie możliwości o zadawania kata pola skanowania.

EN

This papper shows an algorithm and appliance to scanning field controll in universal Scannig Probe Microscopy driver, based on signal processor TigerSharc TS101 made by Analog Devices. We character restrictions in direct digital generate of scanning field and solution for solving this problem. We also describe ability of setting scanning field angle.

3

Analiza obrazów powierzchni w mikroskopii bliskich oddziaływań

Jóźwiak G., Gotszalk T.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 1

46-47

PL

W pracy przedstawiono wybrane metody analizy powierzchni (ISO 25178) wskazując na rodzaj informacji, jaką można za pomocą danej metody uzyskać. Opisywane algorytmy i procedury zostały zaimplementowane w opracowanym w Wydziałowym Zakładzie Metrologii Mikro- i Nanostruktur Politechniki Wrocławskiej programie TOPOGRAF. W pracy zaprezentowano przykładowe wyniki działania zaimplementowanych algorytmów i procedur.

EN

Progress in the scanning probe microscopy makes it become a much more common tool. In the paper the principle of operation of the scanning probe microscope is presented. It is emphasized that the measurement result is an image of the investigated surface. Two groups of parameters connected with lateral properties of the tested surface image are introduced. The first group of parameters is connected with the image autocorrelation function and two dimensional Fourier transform. The texture aspect ratio and surface autocorrelation length (Fig. 1) are given as examples of the autocorrelation parameters. The second group of parameters is related to the so called 3D motif analysis. At the first stage of this analysis the image is segmented by means of the watershed segmentations algorithm. At the second stage the statistics connected with the shape and dimensions of the segments are calculated. The segmentation algorithm as well as the parameters describing shape and dimensions of segments (Fig 2) are presented in the paper. Due to the quantum nature of the micro- and nano-world, the uncertainty of products of the micro and nanotechnology will always be greater than that of products of the conventional technology. For this reason there is strong demand for flexible techniques capable of handling this increased uncertainty. The 3D motif analysis is very well suited to meet this challenge, since it enables the extension of the basic set of the parameters describing segments. Therefore the segment parameters might be adapted to the function of the investigated nanostructures. The images presented in the paper were obtained by means of the TOPOGRAF software that is developed at the Division of Micro- and Nanostructures Metrology.

4

Wzmacniacz fazoczuły typu lock-in do zastosowań w mikroskopii bliskich oddziaływań

Kopiec D., Woszczyna M., Gotszalk T., Woźniak K., Zawierucha P., Sojka K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 1

88-91

PL

W artykule przedstawiono zasadę działania oraz konstrukcję wzmacniacza fazoczułego typu lock-in mogącego pracować w trybie dwukanałowym bądź w trybie woltomierza wektorowego. Zaprezentowano zastosowanie opisywanego wzmacniacza w technice mikroskopii bliskich oddziaływań, gdzie obserwacja amplitudy oraz przesunięcia fazowego odpowiedzi sondy ma istotne znaczenie w wysokorozdzielczych badaniach lokalnych właściwości powierzchni preparatu.

EN

In this article design of the two-channel lock-in amplifier is presented. The presented device has implemented four DDS generators and two phase-sensitive detectors. Lock-in amplifier is controlled from PC computer via RS232 interface. This lock-in amplifier is applied in scanning probe microscopy techniques where amplitude and phase resolving is important in obtaining information about local surface properties.

5

32-kanałowy cyfrowy regulator PID na bazie układu FPGA do zastosowań w mikroskopii sił atomowych

Nowacki Z., Zawierucha P., Serafińczuk J., Woszczyna M., Sawicki P., Zielony M., Szecówka P., Gotszalk T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 2

109-113

PL

W artykule została przedstawiona konstrukcja i zasada działania wielokanałowego cyfrowego regulatora PID skonstruowanego dla mikroskopu sił atomowych korzystającego z matrycy sond pomiarowych. Nasze rozwiązanie zostało zrealizowane w oparciu o układ FPGA. Dzięki temu uzyskano zwartą konstrukcję, jednak pozwalającą na elastyczną zmianę parametrów regulatorów PID oraz ilości kanałów.

EN

In this article a digital multichannel PID controller for atomic force microscope with an array of probes is presented. Our design is based on FPGA. In this case, we developed compact device but it allows to modify PlD controllers parameters and amout of channels.

6

Wytwarzanie mikro- i nanostruktur metodami mikroskopii bliskich oddziaływań

Kolanek K., Gotszalk T., Zielony M., Grabiec P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 5

9-11

PL

Postęp w dziedzinie wytwarzania urządzeń półprzewodnikowych i układów scalonych wynika głównie z procesu miniaturyzacji. W wyniku miniaturyzacji wzrasta wydajność oraz zmniejsza się pobór mocy zaawansowanych przyrządów elektronicznych. W chwili obecnej technologia fotolitografii jest podstawowym narzędziem pozwalającym wytwarzać zawansowane przyrządy półprzewodnikowe. Tworzenie przyrządów o rozmiarach poniżej 100 nm powoduje znaczne problemy technologiczne. Nanolitografia, technika mikroskopii bliskich oddziaływań, wykorzystująca proces lokalnej anodyzacji powierzchni, jest zaawansowaną techniką pozwalającą wytworzac wzory na powierzchni półprzewodnika. Ze względu na precyzyjną kontrolę procesu lokalna anodyzacja jest wszechstronną techniką pozwalającą wytwarzać wzory nanostruktur. Łącząc technikę nanolitografii z procesem mokrego trawienia można wytworzyć nanostruktury o szerokości linii poniżej 100 nm. Przedstawiona technologia może w niedalekiej przyszłości posłużyć do wytwarzania przyrządów elektroniki kwantowej.

EN

Rapid progress in fabrication of the semiconductor devices and integrated circuits is mainly due to miniaturization. As a result of the miniaturization process improved performance and reduced power consumption is introduced to high- end electronic devices. At the present state mainly photolithography tools are used for developing electronic devices. Fabrication of nanostructures below 100 nm regime by conventional photolithographic techniques leads to technological limitations. Nanolithography based on local anodic oxidation by atomic force microscopy is a promising technique for patterning nanostructures on silicon substrates. Due to its versatility and precise control, local anodic oxidation is suited for preparing well defined nanostructures. By the combination of nanolithography and wet etching, nanostructures with a line width below 100 nm may be fabricated. Presented technology could be used to fabricate quantum devices in the near future.

7

Zastosowanie interferomerii światłowodowej w ocenie właściwości metrologicznych czujników bliskiego pola mikroskopu sił atomowych

Mulak P., Gotszalk T., Kolanek K., Woszczyna M., Masalska A., Zawierucha P., Wielgoszewski G., Zielony M., Sankowska A., Szeloch R., Janus P., Grabiec P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 5

57-59

PL

Podstawowym problemem metrologicznym mikroskopii sił atomowych jest pomiar oddziaływań dynamicznych występujących między mikroostrzem a powierzchnią. W praktyce laboratoryjnej stosowane są zwykle układy natężeniowych detektorów laserowych, które umożliwiają jedynie detekcję (rozumianą w sensie jakościowej oceny ugięcia dźwigni). W laboratorium mikroskopii bliskich oddziaływań, nanostruktur i nanomiernictwa Wydziału Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki opracowaliśmy światłowodowy interferometr pracujący w konfiguracji Fabry-Perota, za pomocą którego jesteśmy w stanie przeprowadzić pomiary właściwości metrologicznych układów piezoelektrycznych stosowanych w mikroskopii bliskich oddziaływań oraz dokonać skalowania czujników bliskiego pola ze zintegrowanymi detektorami wychylenia końcówki. Przedmiotem naszych prac była analiza właściwości piezoelektrycznych rezonatorów kwarcowych i elektrostatycznych aktuatorów wychylenia. Prezentowane przez nas metody i techniki pomiarowe pozwalają na pomiar ugięcia (wychylenia) dźwigni kamertonu piezoelektrycznego z rozdzielczością 0,1 nm w paśmie 1 kHz w zakresie częstotliwości do 100 kHz.

EN

One of the fundamental metrological issues in scanning probe microscopy is the measurement of nearfield interactions between the microprobe and the surface. In most experiments the detection of the cantilever deflection is performed using so called Position Sensitive Detectors. In this setup the measurements of forces acting at the microtip require additional tedious and very time consuming calibration. Therefore in the laboratory of scanning probe microscopy, nanostructure and nanometrology at the Faculty of Microsystem Electronics and Photonics of the Wroclaw University of Technology we developed fiber optical Fabry-Perot inteferometer which can be used to determine the metrological parameters of the nearfield sensors. In this work we will present the results of piezoelectrical tuning fork measurements, which enable deflection detection of the tuning fork prongs with the resolution of 0,1 nm in the bandwidth of 1 kHz in the frequency range up to 100 kHz. We will also report in the calibration of the microsystem electrostatic deflection actuator, which can be used to maintain the distance between the microprobe and sample.

8

Nanomiernictwo mikro- i nanostruktur metodami mikroskopii bliskich oddziaływań

Gotszalk T., Radojewski J., Szeloch R., Marendziak A., Kolanek K., Woszczyna M., Masalska A., Grabiec P., Janus P., Rangelow I.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 6

6-10

PL

Przedstawiono zastosowanie mikroskopii bliskich oddziaływań (ang. Scanning Probe Microscopy - SPM) w miernictwie właściwości mikro- i nanostruktur. Omówiono uwarunkowania eksperymentalne i podstawowe metody, których celem jest przeprowadzenie ilościowej analizy parametrów badanych układów. Zaprezentowano również wyniki badań prowadzonych w trybie kalibrowanej mikroskopii sił atomowych (ang. Calibrated Atomie Force Microscopy- CD AFM), mikroskopii bliskiego pola optycznego (ang. Scanning Nearfield Optical Microscopy- SNOM) oraz mikroskopii sił atomowych z piezoelektrycznym rezonatorem kwarcowym, pełniącym rolę czujnika siły skupionej na mikroostrzu.

EN

In this article we describe application of Scanning Probe Microscopy in measurements of micro- and nanostructures. We will describe the experimental setup and principles of methods and techniques, which are devoted to quantitative investigations of nanostructures. In our work we will present the results of measurements using Calibrated Atomic Force Microscopy, Scanning Nearfield Optical Microscopy and Scanning Probe Microscopy with piezoelectrical quartz resonator as a detector of forces acting at the microtip.

9

Diagnostyka materiałów i układów mikro- i nanolektronicznych metodami modularnej mikroskopii bliskich oddziaływań

Gotszalk T., Radojewski J., Szeloch R., Marendziak A., Sikora A., Hasek T., Kolanek K., Grabiec P., Rangelow I.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2004

|

Vol. 45, nr 12

29-33

PL

Przedstawiono możliwości obserwacji właściwości układów i materiałów mikro- i nanometrowych oraz nanoelektronicznych metodami mikroskopii bliskich oddziaływań. Omówiono podstawowe tryby pomiarowe tej metody badawczej, jej możliwości pomiarowe i zasadnicze ograniczenia. Zaprezentowano również rodzinę modularnych mikroskopów bliskich oddziaływań skonstruowanych w Politechnice Wrocławskiej oraz wyniki badań topografii powierzchni, rozkładu napięć elektrycznych i temperatury występujących na powierzchni mikroelektronicznych ukladów mikrometrowych i mikrosystemów.

EN

In this article we describe the application of Scanning Probe Microscopy (SPM) in high resolution diagnostics of microelectronical devices and materials. In this experimental method the interactions between microtip with the tip radius of 10 nm located above the investigated structure surface are monitored. Based on this measurements various mechanical, thermal and electrical surface properties can be resolved within several nanometers. We will present results of thermal and electrical surface characterization using Scanning Thermal Microscopy (SThM) and Electrostatic Force Microscopy (EFM). We will also describe the sensor technology, which was developed in our group and which enables us to observe the surface thermal conductivity, electrical potentials and dopant profiles in micro- and nanostructures.