Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Quantum Hall effect in exfoliated graphene

100%

Woszczyna M. , Friedemann M. , Pierz K. , Ahlers F.

|

tom Vol. 52, nr 6

62-64

EN

Graphene, due to its one-atom layer thickness, naturally behaves as a two-dimensional (2D) semiconductor system, where quantum Hall effect (QHE) can be observed. One of the most remarkable features of graphene is that its carrier concentration can be tuned to either hole or electron system by applying external electric field, which is not possible in typical semiconductor 2D structures. The aim of this work is to present our experiments concerning graphene application in electrical quantum metrology as a resistance standard based on QHE. We describe fabrication steps of graphene devices. The so-called exfoliation method of obtaining monolayer graphene flakes is used. In this technology graphite pieces are reduced to graphene flakes by mechanical peeling of material using a sticky tape. Finally graphene is transferred onto a dielectric substrate and electrical contacts are formed by electron beam lithography. Two different types of substrates were utilized: Si/SiO₂ and a GaAs/AIAs heterostructure. A GaAs/AIAs multilayer, designed to render the exfoliated graphene flakes visible, provided the required back-gate insulation and good carrier tuneability, despite the barrier limited height compared to the usual SiO2 oxide barrier on doped silicon. We also present measurements of integer quantum Hall effect in graphene deposited on both types of substrate.

PL

Grafen zbudowany jest tylko z jednej warstwy atomów węgla. Z tego powodu charakteryzuje się typowymi właściwościami dwuwymiarowych systemów półprzewodnikowych, w których występuje kwantowy efekt Halla. Jednak w odróżnieniu od nich, w grafenie istnieje możliwość łatwego sterowania gęstością nośników zarówno typu elektronowego jak i dziurowego za pomocą zewnętrznego pola elektrycznego. W pracy przedstawiono wyniki badań zmierzających do zastosowania grafenu w metrologii kwantowej jako wzorca oporu elektrycznego. Zostały omówione etapy wytworzenia przyrządu. Płatki grafenu były otrzymywane metodą eksfoliacji z naturalnego grafitu, w której za pomocą taśmy klejącej odrywano kolejne warstwy węglowe aż do osiągnięcia tylko jednej warstwy grafenowej. Wyizolowany grafen przeniesiono na podłoże dielektryczne i wytworzono kontakty elektryczne metodą elektronolitografii. W badaniach zostały wykorzystane dwa rodzaje podłoża: Si/SiO₂ oraz specjalnie spreparowana heterostruktura GaAs/AlAs. Heterostruktura została wykonana w postaci naprzemiennie ułożonych warstw GaAs i AlAs tak, aby umożliwić szybką lokalizację grafenu na podłożu za pomocą mikroskopu optycznego, a także aby zapewnić wystarczającą izolację między grafenem a bramką sterującą gęstością nośników. W pracy zostały przedstawione wyniki pomiarów całkowitego kwantowego efektu Halla w grafenie naniesionego na obydwa wymienione podłoża.

2

Conductive atomic force microscope for investigation of thin-film gate insulators

88%

Wielgoszewski G. , Gotszalk T. , Woszczyna M. , Zawierucha P. , Zschech E.

|

3

Skalowanie optycznego czujnika sił tarcia mikroskopu sił atomowych

75%

Masalska A. , Zawierucha P. , Woszczyna M. , Gotszalk T. , Ritz Y. , Zschech E.

|

2008

|

tom Vol. 49, nr 6

69-71

PL

Badania zjawisk tarcia, ścierania, poślizgu czy zużycia trybologiczne-go w nanoskali mogą być z powodzeniem przeprowadzane za pomocą mikroskopu sit atomowych (ang. Atomie Force Microscope-AFM) z optyczną detekcją ugięcia belki pomiarowej, która pełni rolę optycznego czujnika sit tarcia. Uzyskanie informacji ilościowych wymaga jednak uprzedniego zastosowania procedury kalibracyjnej pozwalającej na konwersje danych pomiarowych na dane o znaczeniu fizycznym. W niniejszej pracy zaprezentujemy wyniki skalowania mikroskopu sił atomowych metodą odwzorowania pochylenia wzorcowego (ang. Wedge Calibration Method [1]) z wykorzystaniem struktury firmy MikroMasch (TGF11) i struktury wykonanej za pomocą skupionej wiązki jonów (ang. Focused Ion Beam-FIB).

EN

Mechanisms of friction, adhesion, lubrication and wear in nanoscale : can be successfully investigated by means of atomic force microscope (AFM) using optical beam deflection sensing. However, to obtain quantitative information the calibration procedure for conversion of measured data to friction forces has to be applied. In order to calibrate our atomic force microscope we applied direct procedure called wedge calibration method [1]. The results of friction force calibration using commercially available grating (TGF11) and dedicated specimen fabricated by focused ion beam (FIB) milling are presented in this paper. We show experimental results for nanotribology on silicon of two different crystallographic orientation, mica and HOPG as well.

4

Ocena parametrów metrologicznych mikromechanicznych dźwigni piezorezystywnych

75%

Woszczyna M. , Janus P. , Grabiec P. , Kolek A. , Gotszalk T. , Rangelow I. W.

|

2008

|

tom Vol. 49, nr 6

92-94

PL

W celu ilościowego opisu zjawisk zachodzących przy udziale mikromechanicznej dźwigni piezorezystywnej istotna jest znajomość podstawowych jej parametrów metrologicznych takich jak: stała sprężystości, czułość dźwigni na zadane wychylenie, a także właściwości szumowe typu termicznego oraz 1/f. Opisano proces kalibracji dźwigni sprężystej z mostkiem piezorezystywnym jako detektorem ugięcia.

EN

To obtain quantitative information about interactions between the micromechanical cantilever and its surrounding, it is crucial to determine the principlal metrological cantilever parameters such as: spring constant, response sensitivity for certain deflection and noise properties. In this article a calibration process of the cantilever with integrated piezoresistive deflection detector is presented.

5

Mikroskopia bliskiego pola optycznego na bazie rezonatorów kwarcowych

75%

Kulka T. , Gil P. , Woszczyna M. , Piotrowicz A. , Kowalska Z. , Radojewski J. , Gotszalk T.

|

2009

|

tom Vol. 50, nr 9

53-55

PL

W artykule zaprezentowano sposoby wykorzystania rezonatorów kwarcowych wraz z ostrzami światłowodowymi do badań powierzchni w mikroskopii bliskiego pola optycznego. Celem prezentowanej pracy była analiza wpływu przyklejonych ostrzy na charakterystyki częstotliwościowe rezonatorów. Skupiono się również na ocenie przydatności jedno- i dwupunktowych połączeń światłowód-rezonator w mikroskopii bliskich oddziaływań. W wyniku przeprowadzonych eksperymentów stwierdzono: - zmniejszenie się częstotliwości rezonansowej oraz dobroci widelca kwarcowego z przyklejonym na końcu kamertonu ostrzem światłowodowym w stosunku do rezonatora bez dodatkowego obciążenia; - rozrzut częstotliwości rezonansowej, związany np. z długością wystającego ostrza czy ilością kleju użytego do połączenia elementów; - całkowite rozstrojenie podwójnie klejonych układów ze względu na wielokrotne rezonanse w szerokim zakresie częstotliwości (nieprzydatne w mikroskopii SNOM).

EN

This article presents quartz resonators together with glued fiber optic tips application in the near-field optical microscopy. The purpose of the study was to analyze the influence of connected tips on the frequency characteristics of resonators. Our work focuses also on the suitability of one-point and two-points connections between fiber and resonator in near-field microscopy. As a result of the experiments it was found: - a decrease in the resonance frequency and the quality factor of quartz fork with fiber tip glued at the end of resonator in relation to the resonator without the additional load; - resonant frequency change, associated with, for example: the length of waveguide tip or amount of glue used to connect components; - total detuning of double-glued systems because of the multiple resonances in a wide range of frequencies (not useful in SNOM microscopy).

6

Uniwersalny mikroprocesorowy miernik impedancji elektrycznej

75%

Rudek M. , Woźniak K. , Wojciechowski T. , Woszczyna M. , Zawierucha P. , Gotszalak T.

|

tom R. 85, nr 11

175-177

PL

W artykule przedstawiona została zasada działania oraz konstrukcja mikroprocesorowego miernika impedancji charakteryzującego się szerokim zakresem mierzonej impedancji od 1 k[om] do 10 M[om] oraz stosunkowo szerokim pasmem pomiarowym od 1 kHz do 100 kHz. Zwarta budowa, niewielkie rozmiary oraz niska cena prezentowanego urządzenia sprawiają, że w mniej precyzyjnych pomiarach stanowi alternatywę dla drogich, komercyjnych rozwiązań tego typu.

EN

In this article theory of operation and design of a microprocessor electrical impedance measurement device is presented. It features broad input impedance range from 1 k[om] to 10 M[om] and relatively wide measurement bandwidth from 1 kHz to 100 kHz. Compact design, small dimensions and low price are its advantages and make an alternative choice to expensive commercial equipment.

7

Field emission and microstructural characterization of diamond films deposited by HF CVD method

63%

Jarzyńska D. , Staryga E. , Znamirowski Z. , Fabisiak K. , Gotszalk T. , Woszczyna M. , Strzelecki W. , Dłużniewski M.

|

tom Vol. 28

13-26

EN

Electron emission from diamond films (DF) deposited using HF CVD technique on silicon substrates has been studied. The field emission characteristics were analyzed using the Fowler-Nordheim model. The diamond films were also characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM), Raman Spectroscopy (RS) and Electron Spin Resonance (ESR) techniques. The correlation between electron field emission of investigated films, Raman spectra and concentration of paramagnetic centres has been discussed. The electron emission properties of diamond films improved after doping with nitrogen. The field emission was obtained at turn-on electric field equal to about 10 V/µm and about 3 V/µm, for undoped diamond films and N-doped diamond films, respectively. It seems that the change of turn-on field values and other emissive properties of thin diamond layers may be caused by different content of non-diamond phase (e.g. graphite phase) induced by doping.

PL

Przeprowadzono badania emisji polowej z warstw diamentowych osadzonych przy użyciu metody HF CVD na podłożach krzemowych typu n i p. Charakterystyki emisyjne analizowano na podstawie modelu Fowlera-Nordheima. Wytworzone warstwy scharakteryzowano przy użyciu następujących metod: SEM, AFM, spektroskopii Ramana i Elektronowego Rezonansu Spinowego (ESR). Przeprowadzono dyskusję wyników, wskazując na korelację pomiędzy wynikami emisji polowej a koncentracją centrów paramagnetycznych oraz widmami ramanowskimi badanych warstw diamentowych. Zaobserwowano znaczną poprawę właściwości emisyjnych heterostruktur, w których warstwa diamentowa domieszkowana została azotem. Dla układów z niedomieszkowanymi warstwami diamentowymi wartość natężenia pola włączeniowego wynosiła około 10 V/ µm, zaś dla domieszkowanych azotem warstw diamentowych wartość ta równa jest 3 V/µm. Różnice w wartościach pola włączeniowego dla odpowiednich układów wynikają prawdopodobnie z różnej zawartości materii grafito-podobnej w badanych warstwach diamentowych. Warstwy domieszkowane azotem są silnie zdefektowane i zawierają znaczną ilość materii grafitopodobnej.