Nanotech

Nanotech

Laboratoria Nanotechnologii i Struktur Półprzewodnikowych (LaNSP) Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego są kompleksem pracowni umożliwiających otrzymywanie wysoce złożonych struktur półprzewodnikowych, niezwykle cennych z punktu widzenia zarówno nauki krajowej jak i międzynarodowej. Są one zlokalizowane na jednym poziomie w Centrum Nowych Technologii (CeNT) Uniwersytetu Warszawskiego przy ulicy Banacha 2c w wysokiej jakości nowoczesnych pomieszczeniach, specjalnie zaprojektowanych pod kątem tych laboratoriów. Zajmują łącznie 736 m2, w tym ok. 100 m2 typu cleanroom.

Jak nas znaleźć?

Klasa czystości pomieszczeń zawiera się pomiędzy ISO 6 a ISO 8.

Plan pomieszczeń

Specyfika stanowiska jako miejsca pracy badawczej determinuje zgromadzenie m.in. następujących funkcjonalności:

  1. Hodowli materiałów półprzewodnikowych: najnowocześniejsza aparatura służąca do wytwarzania struktur półprzewodnikowych z materiałów grup III-V i II-VI metodami MBE, MOVPE i ALD.
  2. Litografii umożliwiającej uzyskanie niemal dowolnych kształtów nano i mikrostruktur półprzewodnikowych, także przy użyciu metod skalowalnych, takich jak trawienie chemiczne oraz trawienie na sucho umożliwiające.
  3. Szerokiego zakresu pomiarów i charakteryzacji: placówka zapewnia standardowe i zaawansowane urządzenia metrologiczne i monitorujące, takie jak mikroskopy optyczne i elektronowy, profilometr mechaniczny, zaawansowane urządzenia do pomiarów optycznych i elektrycznych, które są niezbędnym uzupełnieniem kontroli procesu wzrostu.

LaNSP jest zatem stanowiskiem badawczym, w którym wykonywać można wszystkie etapy procesu technologicznego, począwszy od wytworzenia nanostruktur półprzewodnikowych poprzez ich mikro- i nano- strukturyzację aż do wytworzenia działającego urządzenia, przy możliwości zaawansowanej charakteryzacji na wszystkich etapach.

Pełna lista aparatury:

  1. Mikroskop Digital Instruments, model MultiMode AFM-2 z kontrolerem NanoScope IIIA i przystawką Extender Electronics Module- umożliwia obrazowanie próbek w zakresie w powietrzu. Dostępne tryby pracy:
    • topografia w trybie kontaktowym i trybie przerywanego kontaktu („tapping mode”),
    • mikroskopia sił elektrycznych (EFM),
    • mikroskopii sił magnetycznych (MFM),
    • mapowania potencjału elektrycznego sondą Kelvina,
    • mikroskopia sił bocznych (LFM),
    • skaningowej mikroskopii tunelowej (STM)
  2. Mikroskop Scienta Omicron VT XA – umożliwia wysokorozdzielcze obrazowanie powierzchni badanych materiałów w atmosferze ultra-wysokiej próżni. Dostępne tryby pracy:
    • STM/STS mikroskopia tunelowa – topografia i spektroskopia,
    • AFM Contact (topografia, siły tarcia LFM, przewodnictwo),
    • AFM Noncontact,
    • QPlus AFM/STM,
    • EFM – mikroskopia sił elektrycznych,
    • MFM – mikroskopia sił magnetycznych,
    • KPFM AM/FM (single pass) mikroskopia z sondą Kelvina
  3. Mikroskop Bruker Dimension Icon – wszechstronny, niskoszumowy mikroskop AFM z kontrolerem Nanoscope VI. Dostępne tryby pracy:
    • topografia w trybie kontaktowym i trybie przerywanego kontaktu („tapping mode”)
    • topografiaw trybie przerywanego kontaktu z kontrolą siły oddziaływania sonda-próbka (PeakForce TappingTM) z systemem wspomagającym i pozwalającym na automatyczną optymalizację parametrów skanowania w czasie rzeczywistym ScanAsystTM.
    • PeakForce Quantitative NanoMechanics (PeakForce QNMTM) – tryb przerywanego kontaktu z kontrolą siły oddziaływania sonda-próbka pozwalający na ilościowe określenie właściwości nanomechanicznych badanych materiałów. W tym trybie pracy, równolegle obok obrazu topografii, możliwe jest uzyskanie map właściwości nanomechanicznych próbki, takich jak: siła adhezji, głębokość indentacji, deformacja, moduł elastyczności, energia dyssypacji.
    • Mikroskopia sił magnetycznych (MFM).
    • Mikroskopia sił elektrycznych (EFM).
    • PeakForce TUNATM – tryb przerywanego kontaktu pozwalający na tworzenie lokalnych map przewodnictwa próbki w zakresie od 100 fA do 1 µA.
    • Mikroskopia potencjału z sondą Kelvina (KPFM).
    • Mikroskopia odpowiedzi piezoelektrycznej (PRFM).
    • Mikroskopia torsyjnej.
    • DataCubeTM – moduł i oprogramowanie umożliwiające zbieranie skorelowanych zbiorów danych nanoelektrycznych i nanomechanicznych, równocześnie z rejestrowanym obrazem topografii próbki. DataCube łączy ze sobą tryb obrazowania ScanAsyst, tryb ilościowego określenia właściwości nanomechanicznych PeakForce QNM oraz dowolna metodę pomiarową z zestawu trybów elektrycznych dostępnych w systemie Dimension Icon (lokalne przewodnictwo, rozkładu ładunku, stężenie i rodzaj nośnika ładunku oraz właściwości piezoelektryczne)
  4. Mikroskop elektronowy Dual Beam HELIOS NanoLab 600 – dwuwiązkowy mikroskop SEM/Ga-FIB firmy FEI umożliwia w jednym urządzeniu wykorzystanie wiązki elektronów i jonów
    • zestaw do litografii elektronowej RAITH ELPHY Quantum 6MHz
    • system EDX (Energy dispersive X-ray) – umożliwia analizę składu chemicznego próbki
  5. Urządzenie do osadzania warstw atomowych ALD (Atomic layer deposition) -reaktor do wzrostu ALD, model TFS 200, firmy Beneq z komorą wzrostu o średnicy 200 mm
  6. System MOCVD AIXTRON CCS 3×2” to urządzenie do epitaksji ze związków metaloorganicznych umożliwiające osadzanie materiałów półprzewodnikowych na trzech 2-calowych podłożach jednocześnie
  7. Dyfraktometr rentgenowski PANalytical X’Pert PRO – urządzenie wykorzystywane w pomiarach rentgenowskich umożliwiających określanie struktury krystalicznej badanych materiałów. Aparat jest wyposażony w dwa niezależne stanowiska  pomiarowe (unikalna konstrukcja) umożliwiające jednoczesny pomiar próbek w dwóch różnych trybach pomiarowych. Pierwszy kanał pomiarowy umożliwia prowadzenie badań techniką wysokorozdzielczej dyfraktometrii rentgenowskiej przeznaczonej dla wielowarstw krystalicznych (np. typu studnie kwantowe lub supersieci) otrzymywanych w technice MBE lub MOVPE. W drugim kanale pomiarowym wyposażonym w zwierciadło Braggowskie i dyfraktometr typu Bragg-Brentano możliwe są pomiary w trybie Reflektometrii Rentgenowskiej warstw ultracienkich (np. warstw BN, NiTe2 na różnych podłożach uzyskanych w technologii MOVPE lub MBE) a także standardowe pomiary dla próbek wielofazowych (np. ogniwa perowskitowe). 
  8. Spektrofotometr UV-Vis-NIR Varian Cary 5000 pozwalający na badania optyczne w zakresie spektralnym 175 – 3300 nm. Umożliwia badanie transmisji światła, a dzięki zakupionym przystawkom także widma odbicia, widma światła rozproszonego itp. Urządzenie to służy do wstępnej charakteryzacji optycznej próbek wyhodowanych metodą MBE i MOVPE oraz struktur fotoligraficznych (np. układów periodycznych)
  9. Układ do pomiaru odbicia – wykorzystuje źródło światła widzialnego, którego promienie są prowadzone światłowodem bezpośrednio w kierunku badanej próbki. Po odbiciu światła od jej powierzchni, sygnał trafia do spektrometru Ocean Optics. Unikalną cechą naszego systemu jest możliwość mapowania próbek poprzez precyzyjne przemieszczanie światłowodu w płaszczyźnie XY
  10. Analizator przyrządów półprzewodnikowych Agilent B1500A  wraz ze stacją pomiarową (probe station) Cascade Microtech EPS150TRIAX – jest to układ do wszechstronnej charakteryzacji elektrycznej materiałów półprzewodnikowych i dielektrycznych. Układ wyposażony jest w cztery sondy pomiarowe umieszczone na stanowisku z mikromanipulatorami oraz mikroskopem do precyzyjnego ustawienia pozycji na badanej próbce
  11. Ecopia HMS-3000 – układ do pomiaru efektu Halla. Układ pomiarowy do charakteryzacji półprzewodników poprzez pomiar efektu Halla metodą van der Pauwa
  12. Preparatyka do SEM: układ do precyzyjnego trawienia i naparowywania metali PECS GATAN model 682 (Precision Etching Coating System)
  13. Preparatyka do TEM: system precyzyjnego trawienia jonowego PIPS GATAN model 691 (Precision Ion Polishing System)
  14. Laboratorium Litografii jest przeznaczone do wykonywania strukturyzacji przestrzennej na półprzewodnikowych strukturach cienkowarstwowych wytwarzanych w urządzeniach MBE i MOVPE wchodzących w skład LaNSP, oraz w innych zaprzyjaźnionych ośrodkach badawczych. Na wyposażeniu laboratorium litografii znajduje się wysokiej klasy sprzęt służący do wykonywania strukturyzacji:
    • Układ do trawienia plazmowego Oxford Instruments Plasmalab System 100 ICP-RIE
    • Naparowywarka ze źródłem elektronowym i argonowym działem jonowym Plasmionique EBH600
    • Piec do szybkiego wygrzewania SSI Solaris 100 RTP
    • Komory rękawicowe, jedna z układem transferowym z mikroskopem odbiciowym Olympus
    • Suszarka w punkcie krytycznym Leica EM CPD 300
    • Stacja do zarysowywania próbek
    • Szafa chemiczna kombinowana ognioodporna 90 min. z urządzeniem filtrującym powietrze CFN 160m3/h
    • Zmywarka laboratoryjna Salvislab SC1160
    • Demineralizator Hydrolab HLP 5 do wytwarzania wody demineralizowanej
    • Dwa mikroskopy optyczne, służące do wizualnej oceny próbek: Nikon Eclipse E200 i …..
    • Naświetlarka UV – półautomatyczny Mask-Aligner MJB 3
    • Suszarka próżniowa Vacuum Drying Oven VT 6025
    • Profilometr mechaniczny Veeco Dektak 6M
    • Układ do bezmaskowej fotolitografii POLOS µPrinter
    • Spin-coatery i hot-plate służące do pokrywania podłoży półprzewodnikowych fotoczułymi rezystami
    • Trzy dygestoria, sprzęt szklany i odczynniki chemiczne potrzebne do mokrego trawienia półprzewodników.
pl_PLPolski
en_USEnglish pl_PLPolski