8234_8459BismusNanowire홀 계수를 측정하는 기술을 개발했습니다
이번에는 직경이 700 nm이고 길이가 269mm 인 Bismuth 무료 바카라 와이어가있어 미세한 처리 및 관찰이 가능합니다FIB-SEM 장치를 사용하여 미세한 전극을 형성함으로써, 무료 바카라 와이어에서 세계 최초의 성공적인 정확한 정확한 측정 또한 측정 결과는 다음과 같습니다캐리어Mobility벌크 비스무트보다 현저히 낮습니다 이번에 개발 된 측정 기술의 적용은 다양한 무료 바카라 와이어의 물리적 특성의 설명에 기여할 것으로 예상됩니다
이 기술에 대한 자세한 내용은 2016 년 12 월 12 일 미국 화학 학회에서 출판 한 International Journal of Academics를 참조하십시오무료 바카라 편지의 온라인 버전으로 발표됩니다
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| 무료 바카라 와이어에 대한 구멍 계수 측정 기술의 개략도 |
| 홀 계수는 자기장이 무료 바카라 와이어에 적용되고 전류가 통과 될 때 수직 방향으로 생성 된 전압 (빨간색)에서 결정됩니다 또한, 캐리어 이동성은 종단 전압 (파란색)과 결합하여 실험적으로 평가 될 수있다 |
최근 몇 년 동안 무료 바카라 기술의 발전으로 새로운 기능을 달성하고 성능을 향상시키기 위해 다양한 무료 바카라 와이어 재료가 적극적으로 개발되었습니다 그러나, 무료 바카라 와이어는 무료 바카라 미터 수준에서 직경이 매우 작기 때문에 홀 계수를 측정함으로써 재료, 캐리어 이동성 및 캐리어 밀도 등의 중요한 물리적 특성을 정확하게 평가하기가 어렵다 이전에, 인듐 포스 파이드, 인듐 아스 세나이드, 철 황화물 및 망간 실리 살인의 무료 바카라 와이어에 대한 구멍 계수의 측정 결과가보고되었지만, 전극 위치의 불확실성으로 인해 측정 정확도가 낮았다 또한, 이전 전극 형성 기술에서, 무료 바카라 와이어는 공기에 노출되었으므로 산화하기 쉬운 재료에 적용될 수 없다 이러한 이유로, 광범위한 재료의 무료 바카라 와이어의 물리적 특성을 정확하게 측정하는 기술이 필요했다
AIST, Saitama University 및 Ibaraki University의 공동 연구 그룹은 Bismuth를 사용하여 무료 바카라 와이어의 연구 및 개발을 수행하고 있으며, 이는 무료 바카라 화로 인해 물리적 특성을 크게 변화시킬 것으로 예상됩니다 구멍 계수를 정확하게 측정 할 수있는 경우, 캐리어 이동성 및 캐리어 밀도에 대한 무료 바카라 화의 효과를 실험적으로 검증 할 수 있습니다 그러나 Bismuth 무료 바카라 와이어는 산화되기 쉽고 과거에는 전극이 공기 중에 형성되어야하므로 구멍 계수 측정을 위해 미세한 전극을 제조하기가 어렵습니다 또한, 이전 기술을 사용하면 전극 위치의 편차는 거의 1 μm로 발생하여 홀 전압 만 감지하기가 어렵습니다 따라서, 공동 연구 그룹은 Bismuth 무료 바카라 와이어를 공기에 노출시키지 않고 정확한 위치에서 마이크로 전극을 형성함으로써 홀 계수를 측정하는 기술을 개발하는 작업을 수행했습니다
또한,이 연구 개발은 국가 연구 개발 기관의 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 기관의 "혁신적인 무료 바카라 스케일 제어 (2015-2017)를 갖춘 고효율 열전 전환 시스템의 에너지 및 환경 신규 기술/구현을 이끌어 내기위한 리더 프로그램 (2015-2015),"2014-2015) 및 "Fundamental Restubs (b) 및"Fundamental Restubsion (2014-2015) ","Fullatemal Nansoscale Control (2015-2017) "및"Fundamental Nansoscale Control (2015-2017) "및"Fundamental Nansoscale Control (2015-2017) "및"Fullational Nanoscale Control (2015-2017) "및"Fullational Nanoscale Control (2015-2017)의 리더 프로그램에 의해 지원되었습니다 (2015-2019) "
쉽게 산화 될 수있는 비스무트 무료 바카라 와이어에 대한 공기에 대한 노출을 피하기 위해, 우리는 그림 1 (a)에 표시된 구조를 가진 무료 바카라 와이어를 만들어 고온에서 고온에서 녹은 원통형 석영 유리로 녹아서 700 nm의 직경이 중앙 부분에서 구멍이 고생 된 비스무트로 녹아서 눌려지는 구조를 눌렀을 것입니다 외경 053mm 및 길이 269mm) 석영 유리를 측면에서 중앙으로 연마하고 긁어 냈으며, 무료 바카라 와이어에서 석영 유리의 세련된 표면까지의 거리는 약 1 μm로 설정되었고, 얇은 금속 필름이 세련된 표면에 증착되었다 (도 1 (b)) 그 후, 작은 전극을 FIB-SEM 장치를 사용하여 무료 바카라 와이어의 정확한 위치에서 제조 한 후, 마지막으로 배선 전극으로 사용하기 위해, 무료 바카라 머신 그루브를 형성하여 연마 된 표면의 금속 박막을 8 개의 개별 섹션으로 나누었다 (도 1 (c))
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| 그림 1 석영 유리의 비스무지 무료 바카라 와이어에 대한 전극 제조 공정 |
그림 2는 실제로 제조 된 전극의 국부적으로 노출 된 무료 바카라 와이어 (도 2 (a)) 및 전자 현미경 사진 (도 2 (b))에 대한 처리의 개략도를 보여준다 석영 유리는 제어 된 가공 속도를 갖는 집중된 이온 빔 (FIB)을 사용하여 점차 면도되었고, 동시에, 전자 현미경 (SEM)을 사용하여 표면을 노출시키면서 무료 바카라 와이어의 손상을 최소화하여 무료 바카라 와이어의 미생물을 제조하는 가공 위치를 관찰 하였다 이 제조 기술을 사용하여, 무료 바카라 와이어 표면은 전극 형성에 노출 된 상태에서 진공 상태에서 수행 될 수 있기 때문에 산화되는 것을 방지 할 수있다 또한,이 기술은 전극 위치의 편차를 세로 방향으로 약 300 nm 이하로 억제하고 높은 위치 정확도로 전극을 형성하는데 사용되었다
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| 그림 2 제조 된 전극 (왼쪽) 및 전자 현미경 사진 (오른쪽)의 이미지 위치는 그림 1 (c)의 점선 빨간색 선으로 둘러싸인 영역입니다 |
그림 3은 측정 된 전압을 보여줍니다 (v수직)는 자기장 의존성을 보여줍니다 측정 결과에는 홀 효과로 인한 전압 및 무료 바카라 와이어의 세로 방향의 저항으로 인한 전압이 포함됩니다 홀 전압은 자기장에 대한 홀수 기능이며, 저항에서 파생 된 전압은 균일 한 기능이며, 양고기 및 음성 자기장의 값이 빼고, 홀 계수는 기울기 및 적용된 전류에서 결정됩니다 홀 전압은 미세 폴트 순서의 작은 전압이지만, 노이즈 전압을 100 NV 미만으로 억제함으로써 높은 정확도를 측정 할 수 있음을 알 수 있습니다 또한, 전극 위치의 오차는 300 nm 미만이므로, 자기장이 0 T를 넘지 않을 때 측정 된 오프셋 전압도 약 10 µV로 감소됩니다
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| 그림 3 측정 전압 (v수직)의 자기장 의존성 |
이번에 개발 된 방법을 사용하여 전극을 형성함으로써, 비스무지 무료 바카라 와이어의 구멍 계수는 처음으로 42 k 내지 300 K에서 측정 될 수있다 측정 결과의 분석에서 얻은 캐리어 이동성의 온도 의존성은 무료 바카라 와이어링으로 인한 벌크와 분명히 달랐다 (도 4) 따라서, 실험적으로 무료 바카라 와이어의 직경의 한계로 인해 캐리어 이동성이 감소하고, 특히 극도의 극저온 온도에서 이동성이 감소한다는 것이 실험적으로 관찰되었다
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| 그림 4 무료 바카라 와이어에서 캐리어 이동성의 온도 의존성 |
무료 바카라 와이어를 위해 개발 된 전극 제조 기술은 홀 계수를 정확하게 측정 할 수 있으며, 캐리어 이동성 및 캐리어 밀도는 실험적으로 평가 될 수 있습니다 또한,이 방법은 Bismuth뿐만 아니라 다른 재료로 만든 무료 바카라 와이어에도 적용될 수 있으며, 지금까지 설명되지 않은 무료 바카라 와이어의 전기 전도 현상을 실험적으로 파악하는 기술로 기대할 수 있습니다
앞으로, 우리는 더 작은 직경 Bismuth 무료 바카라 와이어를 제조하고 이번에 개발 된 전극 제조 기술 및 물리적 특성 측정 방법을 사용하여 새로운 무료 바카라 와이어의 효과를 실험적으로 관찰 할 것입니다 또한, 무료 바카라 와이어는 물리적 특성으로 설명되었습니다열전 변환 재료와 같은 기술에 적용하여 에너지 절약 기술에 기여하는 것을 목표로합니다