Разработан новый метод изучения структуры наноматериалов

Источник: computerra.ru

Исследователи из Национального института стандартов и технологий США (National Institute of Standards and Technology, NIST) представили оригинальную технологию оценки структуры металлооксидных пленок нанометровой толщины, которые используются при изготовлении современных микросхем.

В настоящее время для определения диэлектрических и механических свойств таких пленок применяются трудоемкие методы рентгеновской спектроскопии и атомно-силовой микроскопии. По утверждению ученых из NIST, новая технология, основанная на явлении поглощения веществом пленок терагерцового излучения, способна обеспечить сравнимую степень детализации результатов анализа при меньших затратах времени.

В ходе проведенных авторами экспериментов выяснилось, что атомы в тонких пленках совершают совместные перемещения и поглощают излучение строго определенной частоты из терагерцового диапазона. Такие результаты стали неожиданностью даже для самих исследователей. «Никто и не думал, что пленки нанометровой толщины можно «разглядеть» методами терагерцовой спектроскопии; мне казалось, излучение должно свободно проходить сквозь них, — признается один из авторов работы Тед Хайлвайл (Ted Heilweil). — Тем не менее мы зарегистрировали четкие признаки поглощения».

Для тестирования технологии ученые использовали пленки оксида титана TiO2 (получена методом лазерного напыления) и оксида гафния HfO2. Толщина последней, изготовленной методом эпитаксии атомных слоев при температуре 581 К, составила 40 нм. Оказалось, что полученная при такой температуре пленка обладает аморфной структурой с равномерно распределенными по объему кристаллическими областями; с понижением температуры изготовления эти области исчезают.

По словам авторов, разработанная ими методика может использоваться для исследования пленок толщиной до 5 нм, причем эффективность анализа практически не зависит от типа оксида.

Полная версия отчета опубликована в журнале Optics Letters.