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TFA – Analizador de película fina

Medición de propiedades físicas de películas delgadas.

Descripción

En punto

Saliendo de nuevas oportunidades

Propiedades revolucionarias del sistema de caracterización de películas delgadas. Plataforma de medición altamente integrada y fácil de usar.

¡Las propiedades físicas de las películas delgadas difieren del material a granel, ya que los efectos de la superficie parasitaria son mucho más fuertes debido a las dimensiones más pequeñas y las relaciones de aspecto altas!

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  • Influencia creciente de la dispersión de la superficie (a) [/ list_item]
  • Dispersión de límite adicional (b) [/ list_item]
  • Confinamiento cuántico para capas muy finas (c) [/ list_item]
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    El analizador de película fina LINSEIS es la herramienta perfecta para caracterizar una amplia gama de muestras de película delgada de una manera extremadamente cómoda y rápida. Es un sistema independiente, fácil de usar y ofrece resultados de la más alta calidad utilizando un diseño de medición pendiente de patente.

    Componentes
    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 requeridas. Dependiendo de la aplicación, la configuración se puede utilizar con un amplificador de bloqueo y / o un imán eléctrico fuerte. Las mediciones generalmente se toman bajo UHV y la temperatura de las muestras se puede controlar entre -170 ° C y 280 ° C durante la medición usando LN2y potentes calentadores.

    Fichas de medida pre estructuradas
    El chip está combinando la técnica de medición 3 Omega para la medición de conductividad térmica con una configuración Van-der-Pauw de 4 puntos para la determinación de las propiedades de transporte eléctrico. El coeficiente de Seebeck se puede medir usando termómetros de resistencia adicionales ubicados cerca de los electrodos de Van-der-Pauw. Para una fácil preparación de la muestra, se puede usar una mascarilla de aluminio o una máscara de sombra metálica. Esta configuración permite una caracterización casi simultánea de una muestra que se ha preparado mediante PVD (por ejemplo, evaporación térmica, pulverización catódica, MBE), CVD (por ejemplo, ALD), recubrimiento por centrifugación, fundición a presión 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 dentro de una ejecución de medición. Todas las mediciones se toman 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. Después de depositar la muestra en el chip, ya está conectado a cuatro electrodos A, B, C y D en 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, la resistividad de la muestra se puede calcular utilizando 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 de Hall de la muestra.

    2. Medición del coeficiente de Seebeck
    Para la determinación del Coeficiente de Seebeck, se coloca un termómetro adicional y un calentador en el chip cerca de la muestra. Esta configuración permite la medición de la termovoltaje en diferentes gradientes de temperatura que se pueden utilizar para calcular el coeficiente de Seebeck S = -Vth/ ∆T.

    3. Medición de la banda caliente
    Para la determinación de la conductividad térmica en el plano, se utiliza una configuración de membrana suspendida pendiente de rayas en caliente pendiente. En esta configuración, se utiliza un cable muy pequeño como calentador y sensor de temperatura en uno. La muestra de interrest se depositará directamente sobre esta membrana. Para la medición en consecuencia, se aplica una corriente al alambre caliente que se calienta debido al calentamiento de Joule. Debido al aumento de temperatura, la resistividad del cable está cambiando y se puede medir fácilmente. A partir de este cambio de resistividad y del conocimiento de la geometría exacta de la configuración, es posible volver a calcular 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 espesor de la muestra multiplicado por la conductividad térmica de la muestra debe ser igual o superior a 2 x 10-7W / K.

    Diseño modular
    Comenzando con una configuración básica para medir la conductividad térmica, el sistema se puede actualizar fácilmente con el kit termoeléctrico para medir la conductividad eléctrica y el coeficiente de Seebeck o con el kit de actualización magnética para tomar las mediciones de la constante de Hall, la movilidad y la concentración del portador de carga.

    Configuraciones del sistema

    Sistema básico / Paquete termoeléctrico / Paquete magnético / Opción de enfriamiento

    Las siguientes opciones de embalaje están disponibles para el Analizador de película fina (TFA) LINSEIS:

    Dispositivo básico (incl. Paquete transitorio)
    Consta de una cámara de medición, una bomba de vacío, un soporte de muestra básico con calentador incluido, un amplificador de bloqueo integrado para el sistema 3, PC y un paquete de software LINSEIS que incluye un software de medición y evaluación. El diseño está optimizado para medir las siguientes propiedades físicas:

    • λ – Conductividad térmica
    • dopag– Calor especifico
    • ε – Emisividad (depende de las propiedades de la muestra)

    Paquete termoeléctrico
    Consta de electrónica de medición extendida (DC) y software de evaluación para experimentos termoeléctricos. El diseño está optimizado para medir los siguientes parámetros:

    • ρ – Resistividad eléctrica / σ – Conductividad eléctrica
    • S – Coeficiente de Seebeck

    Paquete magnético
    Están disponibles dos configuraciones diferentes para el paquete magnético. Ya sea un electroimán móvil (EM) con fuente de alimentación, interruptor de campo, circuito de seguridad y refrigeración por agua o 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 del imán permanente solo se puede utilizar 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:

    • UNAH– Hall Constant
    • μ– Movilidad (cálculo según modelo).
    • n – Concentración del portador de carga (cálculo dependiendo del modelo)

    Opción de baja temperatura para enfriamiento controlado

    • LN2Enfriamiento a 100 K
    • Unidad de enfriamiento controlado TFA / KREG
    • TFA / KRYO Dewar 25l

    Aplicaciones de película delgada

     

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    Presupuesto

    En blanco y negro

    Características principales del sistema

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  • Sistema de caracterización de alta calidad y fácil de usar para películas delgadas (rango de nm a µm). [/ list_item]

  • Medidas dependientes de la temperatura (-170 ° C hasta + 280 ° C). [/ list_item]
  • Fácil preparación y manejo de la muestra. [/ list_item]
  • Dispositivo de medición basado en chip con chips pre-estructurados como consumibles. [/ list_item]
  • Alta flexibilidad de medición (espesor de la muestra, resistividad de la muestra, métodos de deposición). [/ list_item]

  • Todas las mediciones se toman de la misma muestra en una ejecución. [/ list_item]
  • Es posible medir tanto los semiconductores como los metales, la cerámica o los materiales orgánicos. [/ list_item]

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    Modelo TFA – Analizador de película fina
    Rango de temperatura: RT hasta 280 ° C
    -170 ° C hasta 280 ° C
    Espesor de la muestra: De 5 nm a 25 µm (el rango depende de la muestra)
    Principio de medición: Basado en chip (chips de medición preestructurados, 24 unidades por caja)
    Técnicas de deposición: Incluye: PVD (pulverización catódica, evaporación), ALD, recubrimiento por rotación, impresión de inyección de tinta y más
    Parámetros medidos: Conductividad Térmica (3 Omega)
    Calor especifico
    Opcional: Conductividad eléctrica / resistividad
    Coeficiente de Seebeck
    Hall Constante / Movilidad / Carga transportista conc.
    Electroimán hasta 1 T o imán permanente hasta 0,5 T
    Vacío: hasta 10-5mbar
    Electrónica: Integrado
    Interfaz: USB
    Rango de medicion
    Conductividad térmica: 0.05 hasta 200 W / m ∙ K
    Resistividad electrica: 0.05 hasta 1 ∙ 106S / cm
    Coeficiente de Seebeck: 5 hasta 2500 μV / K
    Repetibilidad y precisión
    Conductividad térmica: ± 3% (para la mayoría de los materiales)
    ± 10% (para la mayoría de los materiales)
    Resistividad electrica: ± 3% (para la mayoría de los materiales)
    ± 6% (para la mayoría de los materiales)
    Coeficiente de Seebeck: ± 5% (para la mayoría de los materiales)
    ± 7% (para la mayoría de los materiales)

    Software

    Hacer los valores visibles y comparables.

    Además del hardware utilizado, el potente software de análisis térmico LINSEIS basado en Microsoft® Windows® realiza la función más importante en la preparación, ejecución y evaluación de experimentos termoanalíticos. Con este paquete de software, Linseis ofrece una solución integral para programar todas las configuraciones y funciones de control específicas del dispositivo, así como para el almacenamiento y evaluación de datos. El paquete fue 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 complementos predefinidos para la evaluación de datos. El software Linseis encuentra todas las características esenciales para la preparación, ejecución y evaluación de mediciones.

     

    Características generales

    • Software MS® Windows ™ totalmente compatible
    • Seguridad de datos en caso de fallo de alimentación.
    • Control automático de los contactos de muestra.
    • Protección contra rotura de termopar
    • Evaluación de la medida de corriente.
    • Comparación de curvas
    • Almacenamiento y exportación de evaluaciones.
    • Exportación e importación de datos ASCII
    • Exportación de datos a MS Excel
    • Fácil exportación (CTRL C)
    • Base de datos para archivar todas las mediciones y evaluaciones.
    • Menú de ayuda en línea
    • Evaluación de la curva estadística.
    • Opción de zoom para el análisis de curvas.
    • Complementos de evaluación integrados
    • Se puede cargar cualquier número de curvas para comparar

    Software de Medición

    • Entrada de datos fácil y fácil de usar para segmentos de temperatura y tareas de medición.
    • El software muestra automáticamente los datos en bruto medidos reales
    • Medición totalmente automatizada

    Software de Evaluación

    • Complementos de evaluación predefinidos (según modelos publicados)
    • Alternativamente: acceso directo a los datos en bruto.
    • Evaluación directa de los datos medidos para el cálculo de
      • Conductividad térmica
      • Calor especifico
      • Resisitividad / Conductividad
      • Coeficiente de Seebeck
    • Fácil trazado de datos y exportación de datos

    Aplicaciones

    Película de antimonio de bismuto

    Mediciones de una película de antimonio de bismuto de 142 nm de espesor preparada por evaporación térmica en condiciones de vacío desde -160 ° C hasta + 140 ° C.

    PEDOT: PSS Thin Film

    Mediciones de una película PEDOT: PSS de 15 µm de espesor (grado de alta conductividad) preparada por colada en gotas desde -150 ° C hasta + 100 ° C.

    Película delgada de oro

    Mediciones de una película de Au de 100 nm de espesor preparada mediante pulverización catódica con magnetrón DC en condiciones de vacío desde -50 ° C hasta + 100 ° C.

     

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    Descargas

    Todo de un vistazo

    Linseis Produktbroschüre TFA

    Folleto del producto TFA (2,2Mb)

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    Linseis Produktbroschüre Thermal Electrics

    Folleto del producto termoeléctrico (2Mb)

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