Medidas ElétricasLaboratório de Filmes Finos e Medidas Elétricas se dedica à produção de filmes finos, sua integração em dispositivos funcionais, e a caracterização elétrica destes. A infraestrutura disponível conta uma sala limpa (100 m2) com sistemas de deposição de filmes finos por vapor físico (PVD) via e-beam, deposição de óxidos por ALD (atomic layer deposition), sistema de etching por íons reativos (RIE), e processos de fotolitografia. O Laboratório conta ainda com instalações para deposição de filmes finos por dipcoating, spincoating, inkjet printing, e um sistema de Epitaxia por Feixe Molecular (MBE) para o crescimento de compostos monocristalinos III-V e heteroestruturas baseadas em As, Ga, Al, In e Si. As instalações para a caracterização elétrica de materiais e dispositivos incluem um PPMS (Physical Parameter Measurement System) Dynacool (1.8 K – 400K) com refrigerador de diluição (até 50 mK) e apto a trabalhar com campos magnéticos de até 14T, probe stations criogênicas e cryogenfree, analisadores de parâmetros semicondutores (Keithley 4200 SCS), potenciostatos, osciloscópios, amplificadores lock-in e demais instrumentos.
Equipamentos
Analisador de Parâmetros Semicondutores Keithley 4200A
Equipamento Multiusuário – Processo FAPESP Nº 2023/09395-0
Detalhes
O Laboratório de Filmes Finos e Medidas Elétricas, localizados no Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano/CNPEM) disponibilizará à comunidade externa o equipamento Analisador de Parâmetros Semicondutores Keithley 4200A, voltado para a caracterização de filmes finos e medidas elétricas. Esse recurso estará acessível a pesquisadores nacionais e estrangeiros interessados em explorar propriedades nanométricas de materiais e dispositivos.
Modo de Operação
O analisador de parâmetros é destinado a caracterização elétrica de materiais, filmes finos e dispositivos semicondutores através de medidas de corrente-tensão (I-V), capacitância-tensão (C-V) com alto grau de precisão e resolução. Ele está localizado no Laboratório de Filmes Finos e Medidas Elétricas do LNNano, compreendendo uma sala limpa e laboratórios equipados para pesquisa e prototipagem.
Informações úteis:
- Acesso para usuários: submissões via SAU Online
- Como submeter propostas: consulte o guia de submissão de propostas
- Detalhes e técnicas: acesse Laboratório de Filmes Finos e Medidas Elétricas
- Contato: acesse a página da Equipe
Deposição por feixe de elétrons
Especificações:
- Fonte: 6 kV– 10 kV;
- Corrente: máx. 190 mA;
- Tamanho de amostra: ≤ 100 mm;
- Porta amostras aquecido: até 500°C;
- Câmara de deposição com capacidade de até 6 alvos;
- Pressão de trabalho na ordem de 1 x 10-7 Torr;
Materiais permitidos: Cr, Au , Ti, Ni, Ag, NiFe, Ge, SiO, SiO2, entre outros sob consulta.
Deposição por camadas atômicas
Especificações:
- Tamanho de amostra: ≤ 100 mm.
Processos disponíveis: - Al2O3 – Deposição térmica (Precursor TMA);
- TiO2 – Deposição por plasma (Precursor TTIP);Câmara de deposição com capacidade de até 6 alvos;
- Pressão de trabalho na ordem de 1 x 10-7 Torr;
Materiais permitidos: Cr, Ti, Ni, Ag, NiFe, Ge, SiO, SiO2, entre outros sob consulta.
Deposição por sputtering
Especificações:
- Fonte: DC
Tamanho de amostra: Alguns mm até 6 wafers de 177 mm. - Feixe de plasma de alta densidade;
- Permite sputtering reativo: gases de O2 e N2;
- 4 alvos rotativos manuais;
- Pressão de trabalho na ordem de 8 x 10-7 mbar;
Materiais permitidos: Cr, Au , Ti, Ni, NiFe, Al, Cu, Pt, Pd, Wti, entre outros sob consulta.
Deposição por feixe de elétrons
Especificações:
- Fonte: 4 kV;
- Corrente: máx. 190 mA;
- Tamanho de amostra: ≤ 100 mm;
- Câmara de deposição com capacidade de até 2 materiais; Pressão de trabalho na ordem de 1 x 10-6 mbar;
Materiais permitidos: Cr, Au , Ti, Al, Ni, Pt, Fe, SiO2 entre outros, sob consulta.
Deposição por sputtering
Especificações:
- Fonte: DC/RF
Tamanho de amostra: até 76 mm. - Aquecimento do porta amostras: até 600°C;
- Distância alvo-substrato: Variavél;
- Totalmente controlado por computador;
- Câmara de carregamento separada da principal;
- Deposição independente de até 5 materiais simultâneos;
- Permite sputtering reativo: gases de O2 e N2
6 alvos montados de forma confocal
Pressão de trabalho na ordem de 2 x 10-8 Torr
Materiais permitidos: Cr, Au , Ti, Ni, NiFe, Al, Cu, Pt, Pd, Wti, Fe, Si, Ge, SiO2, TiO2, entre outros sob consulta.
Para deposições de Au é necessário a contrapartida do usuário.
Sistema de crescimento epitaxial – MBE III-V
Especificações:
- Pressão de fundo: ~ 1 × 10-10 mbar;
- Fontes: arsênio (As), gálio (Ga), silício (Si), alumínio (Al), índio (In);
- Sistema de difração de elétron refletidos de alta energia (RHEED) de 15 kV integrado ao sistema de aquisição de dados iRHEED;
- Feixe de hidrogênio para limpeza da superfície do substrato;
- Tamanho do substrato: máximo 2” de diâmetro.
PPMS
Especificações:
- Temperatura: 50 mK – 4 K (Com refrigerador de diluição *)
1.8 K – 400 K (Modo convencional); - Tipos de caracterização: ETO (medida elétrica), Calor Específico;
- Campo magnético: 0 a ± 14 T;
- Tamanho de amostra: ≤ 8 mm
≤ 3 mm (para calor específico).
Medida de efeito hall
Especificações:
- Tamanho de amostra: ≤ 12 mm x 3 mm x 12 mm (L x A x P);
- Até 6 contatos elétricos;
- Medida de Van der Paul;
- Medida por Hall Bar;
- Temperatura: 80 K (com nitrogênio líquido)
300 K
Medida de corrente x tensão (IxV)
Especificações:
- Analisador de parâmetros
- 4 SMUs – 2x 4210-SMU and 2x 4200-PA
- Fonte de corrente: Máx 1A, Min 1fA
- Fonte de tensão: Máx 210V, Min 5 µV
- Módulo disponível: 4210 – CVU
- Frequência: 1 kHz até 10 MHz (frequência fixa)
- Saida AC: 10 mV até 100 mV RMS
- Saida DC: +/-30 VDC
Potenciostato / Galvanostato
Especificações:
- Conexões do eletrodo: 2, 3 e 4;
- Medições voltamétricas, amperométricas, galvanostáticas e impedimétricas;
- Faixa de potencial: +/- 10 V;
- Tensão de conformidade: +/- 30 V;
- Corrente máxima: +/- 2 A;
- Faixas de corrente: 1 A a 10 nA (100 pA com módulo ECD);
- Interface para PC: USB;
- Software de controle: NOVA;
- Módulos extras: FRA32M e ECD;
- FRA / EIS: 10 μHz a 1 MHz.
Microscópio óptico
Especificações:
- Tamanho de amostra: Até 100 mm;
- Lentes disponíveis (microscópio óptico convencional): 5x, 10x, 20x, 50x, 100x e 150x;
- Software para medições e fotografias;
- Operação manual;
- Disponível dentro das salas limpas para inspeção de amostras em fase de processamento.
Capelas em polipropileno para limpeza de amostras
Especificações:
- Limpeza orgânica com cascata de acetona;
- Limpeza orgânica com solução piranha;
- Limpeza RCA;
- Banho ultrassônico;
- Água deionizada em todas as pias;
- Pistolas de N2 disponíveis em todas as capelas.
Sistema de deposição de filmes por spincoating
Especificações:
- Tamanho de substratos: Até wafers de 100 mm de diâmetro;
- Velocidade máxima: 8.000 rpm;
- Vácuo: Venturi (Amostras pesadas devem ser rotacionadas com velocidade menor – risco de serem arremessadas).
Estufa a vácuo para tratamento térmico Thermo
Especificações:
- Temperatura : até 320°C;
- Gases disponíveis: Ar, N2.
Sistema de Ablação a Laser (Micro Usinagem Superficial)
Especificações:
- Laser pulsado de Nd:YAG, pulsos de 6 ns.
- Comprimentos de onda / potência:
- Verde (Green High): λ = 532 nm @ 1.29 mJ
- Verde (Green Low): λ = 532 nm @ 0.31 mJ
- Ultravioleta (UV High): λ = 355 nm @ 0.42 mJ
- Ultravioleta (UV High): λ = 355 nm @ 0.11 mJ
- Abertura quadrada de 1 a 47.9 μm de spot
- Frequências de até 50 Hz (pulsos/s)
- Tamanho de amostra até 100 x 100 x 30 mm (L, C, A)
- Remoção de filmes finos de metais e óxidos
- Estruturas detalhadas podem ser feitas através de arquivos .dxf
