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蔡司顯微鏡客戶成就半導體材料發布日期：2021-01-29 13:26:27
據Nature Communications和Nano Letters上最新發表的文章報道，Holleitner教授和Finley教授率領的WSI團隊利用蔡司氦離子蔡司顯微鏡在二維半導體材料二硫化鉬(MoS2)中精心設計了原子缺陷。關于他們的研究，我們采訪了Holleitner教授和Elmar Mitterreiter——該團隊的成員之一、同時也是該系列文章的共同作者。
是什么科學問題促使您開展這項研究?
量子技術的重要性日益凸顯。為了探索信息技術的最小單元、尋求合適量子技術的基質材料，人們開展了深入廣泛的研究。在這個過程中，我們急需一種易調整、快速且高精密度的納米圖案加工技術，蔡司顯微鏡從而在合適的材料中創建最小的功能單元。二維材料不僅具有獨特的電子和光學性質，還可以提供平面外(out-of-plane)方向上的量子限制或限域效應，堪稱是基質材料的理想選擇。蔡司顯微鏡在此基礎上，我們提出了這樣一個問題：如何在二維材料(如MoS2)中實現原子級別的功能化?例如，如何在大規模應用中精密構建具有光學活性的原子缺陷?在加工和應用過程中的實際物理過程又是什么?
蔡司氦離子顯微鏡(HIM)是如何實現上述工作的?
▲利用氦離子顯微鏡(HIM)對二維材料進行高分辨率圖案加工。此圖展示了氦離子束(紅色)照射下的單層二硫化鉬以及利用掃描隧道顯微鏡(STM)進行后續研究。
基于二維材料本身的特質，對其的納米級加工就需要很高的表面靈敏度。蔡司顯微鏡此外，潛在的工業界應用還需要我們的加工工藝能滿足高精度、可擴展和快速圖案加工的要求。
蔡司氦離子顯微鏡(HIM)(點擊查看)正是集所需的各種特性于一身的解決方案。蔡司顯微鏡對于本實驗中使用的MoS2二維材料，氦離子與MoS2在亞納米尺度上相互作用，以極高的精密度準確地去除MoS2基質晶體中的單個原子。
▲利用氦離子顯微鏡進行圖案加工處理。左圖：綠線代表所需加工的間距為20 nm的線形圖案。右圖：利用掃描隧道顯微鏡(STM)解析得到的單層二硫化鉬的線形圖案。蔡司顯微鏡從結果中我們可以看到線條的間距為所設計的20 nm，蔡司顯微鏡同時我們也發現每條線的平均寬度約為8 nm。STM的測量是在美國伯克利的Molecular Foundry與Bruno Schuler和Alex Weber-Bargioni共同完成的。
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