Descrizione del
Al punto
Possibilità entusiasmanti
Rivoluzionario sistema di misurazione per la determinazione delle proprietà fisiche dei film sottili. Piattaforma di misura altamente integrata e facile da usare.
Le proprietà fisiche dei film sottili differiscono da quelle dei materiali solidi, in quanto gli effetti parassiti della superficie sono molto più dominanti a causa delle dimensioni ridotte e degli elevati rapporti di aspetto!
- Aumento dell’influenza della dispersione superficiale (a)
- Diffusione aggiuntiva dei confini dei grani (b)
- Effetti di quantificazione per strati molto sottili (c)
L’analizzatore per film sottili LINSEIS (TFA L59) è lo strumento perfetto per caratterizzare un’ampia gamma di campioni di film sottili in modo estremamente pratico e veloce. È un sistema da tavolo facile da usare e, grazie al suo design di misurazione in attesa di brevetto, fornisce risultati estremamente precisi.
Componenti
La piattaforma è composta da un chip di misura, sul quale viene depositato il campione da analizzare, e da una camera di misura che garantisce le condizioni ambientali necessarie. A seconda dell’applicazione, il setup può essere ampliato con un amplificatore lock-in e/o un forte elettromagnete. Le misure vengono tipicamente eseguite in UHV, dove la temperatura del campione può essere controllata tra -160°C e +280°C durante la misurazione utilizzando LN2 e potenti riscaldatori.
Chip di misura pre-strutturato
Il chip di misura combina la tecnica 3omega per la misurazione della conducibilità termica con una disposizione Van der Pauw a 4 punti per la misurazione delle proprietà di trasporto elettrico. Il coefficiente di Seebeck può essere determinato con ulteriori termometri a resistenza integrati situati vicino agli elettrodi di Van der Pauw. Questa configurazione consente una caratterizzazione completa e quasi simultanea di tutte le proprietà su un singolo campione preparato tramite PVD (ad es. evaporazione termica, sputtering, MBE), CVD (ad es. ALD), spin coating, drop casting o stampa a getto d’inchiostro in un unico passaggio. Per facilitare la preparazione del campione sul chip di misura, è possibile utilizzare una maschera di pellicola pelabile o una maschera di ombra metallica.
Un altro grande vantaggio di questo sistema è la determinazione simultanea di tutte le proprietà fisiche in un unico ciclo di misurazione. Tutte le misurazioni vengono effettuate nella stessa direzione (nel piano) e sono quindi coerenti e confrontabili in modo ottimale per ulteriori valutazioni (ad esempio la determinazione della cifra di merito termoelettrica ZT o l’indagine dei processi di guarigione).
1. misurazione van der Pauw
Il metodo Van der Pauw viene utilizzato per determinare la conduttività elettrica (σ) e la costante di Hall(AH) del campione. Dopo che il campione è stato depositato sul chip, è già collegato elettricamente a quattro elettrodi sul suo bordo. Per la misurazione, viene applicata una corrente tra due dei contatti e viene misurata la tensione risultante tra i due contatti rimanenti. Scambiando ciclicamente i contatti in senso orario e ripetendo la procedura, è possibile calcolare la resistenza del foglio del campione utilizzando l’equazione di Van der Pauw. Applicando un campo magnetico perpendicolare alla superficie del campione e misurando la variazione della resistenza diagonale di Van der Pauw, è possibile calcolare la costante di Hall del campione e da questa la densità dei portatori di carica e la mobilità di Hall.
2. misurazione del coefficiente di Seebeck
Per determinare il coefficiente di Seebeck, un termometro aggiuntivo e un riscaldatore di linea sono collegati al chip vicino al campione. Questa configurazione permette di misurare la tensione termoelettrica a diversi gradienti di temperatura lungo il campione, che possono essere utilizzati per calcolare il coefficiente di Seebeck S = -Vth/∆T.
3. metodo di misurazione del filo riscaldante
Per determinare la conduttività termica nel piano viene utilizzata una struttura a membrana a strisce calde unica nel suo genere. In questa struttura, una striscia metallica microstrutturata viene utilizzata come riscaldatore e sensore di temperatura in un’unica soluzione. Il campione viene depositato direttamente sulla membrana autoportante per la misurazione. Per la misurazione, viene fornita una corrente alla striscia metallica, che si riscalda per effetto del riscaldamento Joule. A causa dell’aumento della temperatura, la resistenza del filo cambia e può quindi essere utilizzata per misurare la temperatura. Da questa variazione di resistenza e dalla conoscenza della geometria della membrana, è possibile calcolare la conducibilità termica del campione. A seconda del campione, è possibile misurare anche il calore specifico. Per ottenere risultati di alta qualità, il prodotto dello spessore del campione e della sua conducibilità termica deve essere uguale o superiore a 2×10-7W/K.
Design modulare
Il dispositivo di base (ottimizzato per la misurazione della conducibilità termica) può essere opzionalmente aggiornato con un kit termoelettrico per la misurazione della conducibilità elettrica e del coefficiente di Seebeck e/o con il kit di aggiornamento magnetico per la misurazione della costante di Hall, della mobilità e della concentrazione dei portatori di carica.
Configurazioni del sistema
Sistema di base / Kit termoelettrico / Kit magnetico / Opzione di raffreddamento
Sono disponibili le seguenti opzioni per l’analizzatore a film sottile (TFA) LINSEIS:
Dispositivo di base
Composto da camera di misurazione, pompa turbomolecolare, portacampioni con riscaldamento integrato, amplificatore lock-in integrato nel sistema per il metodo di misurazione a 3w, PC e pacchetto software LINSEIS (compreso il software di misurazione e valutazione). Il design è ottimizzato per la caratterizzazione delle seguenti proprietà fisiche:
- λ – Conducibilità termica
- cp – capacità termica
Kit termoelettrico
Consiste in un’elettronica di misura estesa (DC) e in un software di valutazione per esperimenti termoelettrici. Il design è ottimizzato per misurare i seguenti parametri:
- ρ – resistenza specifica / σ – conducibilità elettrica
- S – Coefficiente di Seebeck
Kit magnetico
Per questo pacchetto sono disponibili due diverse configurazioni. Un elettromagnete (EM) con alimentazione, dispositivo di inversione di polarità, circuito di sicurezza e raffreddamento ad acqua oppure una configurazione mobile con due magneti permanenti (PM). L’elettromagnete permette all’utente di applicare un’intensità di campo variabile tra +/-1 Tesla perpendicolare al campione. La configurazione con magnete permanente può essere utilizzata per applicare al campione tre punti di campo definiti (+0,5T, 0T e -0,5T). Il kit magnetico è ottimizzato per misurare i seguenti parametri:
- AH – Costante di Hall
- μ – Mobilità di Hall (calcolo semplice secondo il modello a banda singola)
- n – Densità del portatore di carica (calcolo semplice secondo il modello a banda singola)
Opzione bassa temperatura per un raffreddamento controllato
- Raffreddamento a LN2 per misurazioni fino a 100 K
- TFA/KREG Raffreddamento controllato
- TFA/KRYO Dewar 25l
Caratteristiche uniche
Sistema di misurazione di alta qualità per
film sottili (gamma da nm a µm
) con
semplice preparazione del campione e
manipolazione
Misure in funzione della temperatura da
-160°C a +280°C
Dispositivo di misurazione basato su chip con chip pre-strutturati completamente integrati,
come materiale di consumo
Alta flessibilità per diversi materiali, spessori
, resistenze e metodi di deposizione
Tutte le misure in un'unica
esecuzione sullo
stesso campione e
direzione per semiconduttori,
metalli, ceramiche e
sostanze organiche.
Domande? Chiamaci!
+49 (0) 9287/880 0
giovedì dalle 8.00 alle 16.00
e venerdì dalle 8.00 alle 12.00.
Siamo qui per te!
Specifiche
Nero su bianco
Caratteristiche speciali
- Sistema di misurazione di alta qualità e di facile utilizzo per strati sottili (da nm a µm).
- Consente di effettuare misurazioni dipendenti dalla temperatura da -160°C a +280°C.
- Facile preparazione e manipolazione del campione.
- Dispositivo di misurazione basato su chip con chip completamente integrati e pre-strutturati come materiali di consumo.
- Progettato per la massima flessibilità (materiale, spessore, resistenza, metodi di separazione).
- Tutte le misurazioni vengono effettuate in un unico ciclo di misurazione sullo stesso campione e nella stessa direzione.
- Può essere utilizzato per misurare campioni di semiconduttori, ma anche metalli, ceramiche o materiali organici.
MODEL | TFA L59 – 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
Rendere i valori visibili e comparabili
Oltre all’hardware utilizzato, il potente software LINSEIS per Microsoft® Windows® svolge la funzione più importante per preparare, condurre e analizzare gli esperimenti. Con questo pacchetto software, Linseis offre una soluzione completa per programmare tutte le impostazioni specifiche del dispositivo e le funzioni di controllo, nonché per archiviare e analizzare i dati. Il pacchetto è stato sviluppato dai nostri specialisti di software ed esperti di applicazioni ed è stato testato e migliorato per molti anni.
Il pacchetto software TFA è composto da due moduli: il programma di misurazione per l’acquisizione dei dati e il software di valutazione con plug-in predefiniti per la valutazione dei dati. Il software Linseis offre tutte le funzioni essenziali per preparare, eseguire e analizzare le misurazioni.
Funzioni generali
- Software MS® Windows™ completamente compatibile
- Sicurezza dei dati in caso di interruzione di corrente
- Controllo automatico del contatto con il campione
- Plug-in integrati per la valutazione diretta dei dati grezzi misurati in base ai modelli pubblicati
- Salvare ed esportare le analisi
- Esportazione e importazione di dati grezzi in formato ASCII
- Esportazione dei dati in MS Excel
- Esportazione semplice (CTRL C)
- Database per l’archiviazione di tutte le misure e le analisi
- Menu di aiuto online
- Analisi statistica della curva
- Opzione di zoom per l’analisi delle curve
- Plug-in di valutazione integrati
- È possibile caricare un numero qualsiasi di curve per il confronto
Software di misurazione
- Inserimento dei dati semplice e intuitivo per i segmenti di temperatura e le attività di misurazione.
- Uscita automatica dei dati grezzi misurati.
- Misurazioni completamente automatiche.
Software di valutazione
- Alternativa: accesso diretto ai dati grezzi misurati
- Plug-in di valutazione integrati (secondo i modelli pubblicati)
- Per il calcolo di
- Conducibilità termica
- Capacità termica
- Resistenza specifica / conducibilità elettrica
- Coefficiente di Seebeck
- Semplice registrazione ed esportazione dei dati
Applicazioni
Esempio di applicazione: film sottile di bismuto e antimonio
Misurazioni di un film di bismuto-antimonio di 142 nm di spessore prodotto per evaporazione termica sotto vuoto nell’intervallo di temperatura compreso tra -160°C e + 140°C.
Esempio di applicazione: film sottile di PEDOT:PSS
Misurazioni di un film di PEDOT: PSS (High Conductive Grade) di 15 µm di spessore, prodotto mediante drop coating, nell’intervallo di temperatura compreso tra -150 °C e + 100 °C.
Esempio di applicazione: Nanofilm d’oro
Misurazioni di un film di Au di 100 nm di spessore prodotto mediante sputtering magnetronico DC in condizioni di vuoto nell’intervallo di temperatura compreso tra -50°C e +100°C.
Video
Ben informato
