바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")Nanosystems Research Division[Research Division Chief Yamaguchi Tomohiko] Dynamic Process Simulation Research Group의 책임자 인 Miyamoto Yoshiyuki는 Sichuan University의 Hong Zhang 교수, 중국 인민 공화국 및 Spain Basque University 교수와 협력하고 있습니다헬륨 바카라 현미경 (HIM)이미지를 예측하고 Nanodevices 개발에서 중요한 역할을하는 계산 기술 개발그래 핀의 관찰에 적용됩니다 이 계산 기술을 사용하여, 그래 핀의 HIM 이미지를 시뮬레이션하고, 그래 핀의 격자 이미지를 관찰하는 데 필요한 HIM 해상도를 결정 하였다
그는 조사되는 바카라 빔 강도를 약화시켜 샘플을 파괴하지 않고 이미지를 캡처 할 수 있으며, 바카라 빔 강도를 증가시킴으로써 샘플을 처리 할 수있다 이 연구에서, 이에 대한 시뮬레이션의 적용은 가까운 시일 내에 고해상도 이미지를 캡처 할 수있는 가능성을 시사합니다 이 결과는 나노 디바이스를 구성하는 재료의 개발에 기여할 가능성이 높습니다
이 기술에 대한 자세한 내용은 American Physics Society의 저널을 참조하십시오실제 검토 편지2013 년 1 월 4 일자 잡지에 게시
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| (왼쪽) 헬륨 바카라 현미경의 개념 다이어그램, (오른쪽) 시뮬레이션 예약 그래 핀 격자 이미지 |
그는 샘플이 헬륨 바카라과 충돌 한 후 방출 된 전자의 강도에 따라 이미지를 캡처하는 데 사용됩니다 주사 전자 현미경 (SEM)과 유사하게, 장치 구조 내부에서 생성 된 샘플은 파괴하지 않고 관찰 될 수 있으며 SEM보다 명확한 이미지를 얻을 수 있습니다 그러나 HIM 이미징 원리의 메커니즘은 명확하지 않았으며, 얼마나 많은 해상도가 증가 할 수 있는지 완전히 이해하지 못하므로 이론적 연구가 기다리고 있습니다
AIST는 그를 처음으로 소개했으며 그래 핀 장치의 관찰 및 처리에 적용하고 있습니다 (2012 년 9 월 25 일,2012 년 12 월 11 일Aisode Press 발표) 반면에,첫 번째 원칙를 기반으로 한 양자 역학 이론적 연구를 기반으로 한이 회사는 재료 구조, 제조 및 측정 방법을 설계 할 수있는 시뮬레이션 기술을 구축하고 전자 이동을 포함하는 현상을 시뮬레이션하는 계산 기술 개발을 수행하는 것을 목표로합니다 이번에는이 계산 기술이 그에게 적용되었으며, 이는 재료 및 장치 평가 기술로 주목을 받고 있습니다 수치 계산은 AIST에 의해 처리되었고, 지구 시뮬레이터는 계산에 사용되었습니다
덧붙여서,이 연구 개발은 일본 해양 연구 및 개발 기관의 지구 시뮬레이터 센터에서 일반 공공 채용 프로젝트 "탄소 나노 튜브 (Nakamura Ken, Advanced Information Science and Technology, General Incorporated Foundation)가 대표하는 대규모 시뮬레이션의 일환으로 수행되었습니다
이 연구는입니다시간 의존적 밀도 기능 이론를 사용하여 시뮬레이션에서 전자의 움직임을 직접 계산하는 기술을 사용하여, 그래 핀 층이 30 keV의 운동 에너지로 헬륨 바카라으로 조사 될 때 방출되는 전자의 양은 수치 적으로 계산되었다 계산은도 1에 도시 된 각 바카라 조사 위치 (6 위치 a ~ f)에서 수행되었다 1
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그림 1 시뮬레이션에서 가정하는 헬륨 바카라 조사 위치 (A-F)
빈 원은 그래 핀의 탄소 원자의 위치를 나타냅니다 |
첫 번째 원리 계산에서, 그래 핀 및 헬륨 바카라이 차수 A에서 F로 충돌 한 후 진공으로 방출 된 전자의 양이도 1에서 증가 하였다 무화과 2 (a)는 계산 된 전자 방출량을 보간하여 얻은 그래 핀의 HIM 이미지의 시뮬레이션 결과를 보여준다 그림 2 (b)는 그래 핀의 전자 밀도 분포를 보여 주며 시뮬레이션에 의해 얻은 HIM 이미지와 강한 상관 관계를 보여줍니다
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| 그림 2 (a) 시뮬레이션에 의한 HIM 이미지 (b) 그래 핀의 전자 밀도 분포 |
HIM 이미지가 전자 밀도 분포와 거의 동일하다고 가정하면, 재료의 구조는 이전 실험에서 얻은 HIM 이미지로부터 분석 될 수있다 무화과 도 2는 헬륨 바카라의 빔 직경이 헬륨 핵의 크기 (즉, 점)와 동일 할 때 시뮬레이션 결과를 보여준다 HIM의 현재 빔 직경은 3 개의 원자의 유효 반경과 거의 같은 폭이지만, 그림 2 (b)의 전자 밀도 분포에 "블러"를 추가함으로써 실제 실험 조건 (즉, 헬륨 바카라 빔 직경)과 일치하는 대략적인 HIM 이미지를 계산할 수 있습니다
그림 3은 조사중인 헬륨 바카라 빔의 직경에 해당합니다가우스 기능전자 밀도 분포를 흐리게합니다δ (델타) r그래 핀 리본의 가장자리에있는 HIM 이미지입니다 왼쪽 가장자리의 이미지는 빔 직경이 헬륨 핵으로 고려 될 때 이상적인 근사치와 다르지 않으며, 그래 핀 리본의 가장자리 근처의 탄소 원자 배열의 모양이 관찰 될 수 있습니다 오른쪽 가장자리는 HIM의 현재 바카라 빔 직경에 해당하는 HIM 이미지의 근사치이며, 전자는 균일 한 강도로 그래 핀 리본 내에서 방출되지만, 가장자리를 향해 움직일 때 전자 방출량은 감소하며 리본의 가장자리는 거의 평평하게 나타납니다 중심 이미지는 현재 상태보다 약간 작은 바카라 빔 직경을 가정하고, 탄소 원자 이미지를 관찰 할 수는 없지만, 그래 핀 벌집 패턴 (격자 이미지)이 관찰 될 수 있다고 예측된다 즉, 이는 빔 직경을 현재 상태로부터 줄임으로써 그래 핀 격자 이미지를 촬영할 수 있음을 시사한다
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그림 3 : 바카라 빔의 직경 (약 4 배의 ΔR)을 변경하여 이미지를 예측했습니다
파란색 화살표는 전자 방출이 가장 높은 윤곽선을 나타냅니다 |
헬륨 바카라은 헬륨 바카라 충돌 후 전자가 튀어 나오는 메커니즘으로 사용됩니다중화수행 및 탄소 원자와 관련된 프로세스내부 쉘 전자의 흥분과 관련된 프로세스를 고려할 수 있습니다 그러나, 시뮬레이션은 헬륨 바카라이 그래 핀을 통해 침투하는 것이 너무 빠르기 때문에 중립이 될 가능성이 없음을 밝혀냈다 또한, 실험적으로보고 된 방출 된 전자의 운동 에너지는 몇 개의 EV의 순서에 있으며, 내부 쉘 전자의 여기에는 불충분하다 따라서 위의 프로세스는 거의 없습니다 이 계산의 수치 결과는 헬륨 바카라 충돌로 인한 것입니다충격 바카라화2 차 전자 방출의 메커니즘이 가능성을 나타냅니다
앞으로, 우리는 헬륨 바카라 현미경을 사용한 나노 디바이스 재료의 품질 과이 시뮬레이션 기술을 사용하는 장치 기술의 품질과 관련된 평가 기술의 개발에 기여하는 것을 목표로합니다