Dərs vəsaiti Laboratoriya işi

Skanedici zond mikroskopiyasında təhriflər 

 

    AQM zondların formalarından biri kvadrat əsaslı olub tərəf-

lərinin uzunluğu təqribən 5mm olan silisium nitriddən hazır-

lanmış zondlardır(Şəkil 4-10).  Zondla birlikdə kantileverlərin 

itilənməsi çuxurunda Si(100) altlıqda yerləşdirməklə-litoqra-

fiya və itiləmə ilə davam etdirilərək  Si

3

N

4

 -nin tozlanması ilə 

alınır. Tərəflərin nisbəti (hündürlüyün oturacağa) itiləmə 

çuxurunun həndəsi ölçüləri ilə  təyin olunur və  təqribən 1:1 

kimidir və ucunun radiusu 20-50 nm-dir.   

 

 

Şəkil 4-10.    İşıq  şüalandıran elektron mikroskopunda piramida 

formalı  AQM zondun şəkli 

 

Konusvarı AQM zondlarının silisiumdan hazırlamaq(Şəkil 

4-11) kifayət qədər mürəkkəb texnoloji proses tətbiq edilir. Bu 

prosesə fotolitoqrafiya,  ion implantasiya,  kimyəvi və plazma 

itilənməsi daxildir. 

Mümkün hazırlanma texnologiyalarından birinin əsas mər-

hələləri  Şəkil 4-12 verilmişdir[6]. Zond çeviricilərinin hazır-

lanması zamanı(kantileverin ucunda yerləşən zond) plastik 

kristal oriyentasiyalı silisiumdan istifadə olunur(Si 110). Löv-

hənin səthində nazik fotorezistor təbəqə yerləşdirilir(Şəkil 4-12, 

2-ci mərhələ). Bundan sonra fotorezistor fotoşablon vasitəsi ilə 

ekspansiya edilir və fotorezistorun bir hissəsi kimyəvi itiləmə 

vasitəsi ilə kənarlaşdırılır. Sonra Bor ionlarının implantasiyası 

aparılır, fotorezistorla qoruyucusu olmayan silisium sahəsində 

ionlar 10 mkm dərinliyə daxil olurlar (3-cü mərhələ). Bundan 

sonra fotorezistor xüsusi kimyəvi yolla yuyulur, termik bişirmə 

həyata keçirilir, nəticədə Bor atomları silisium kristallik 

qəfəsdə yerləşdirilmiş olur. Silisium Bor qarışığı bir təbəqə 

 

93

---

“Nanotexnologiyadan laboratoriya  işləri”. Dərs vəsaiti  

 

əmələ  gətirir, yuyulma prosesini selektiv kimyəvi hazırlanma 

üçün dayandırılır. Lövhənin  əks tərəfində fotolitoqrafiya 

yenidən aparılır, nəticədə  dəqiq Bor implantasiya edilmiş 

oblastın üzərində fotorezistor təbəqəsi formalaşır. Bundan 

sonra lövhə Si

3

N

4

 (mərhələ 4) nazik təbəqə ilə örtülür. 

Fotorezistorun selektiv kimyəvi  prosesi aparılır, həll olunma 

prosesində fotorezistor şişir və bilavasitə onun üzərində 

yerləşən  Si

3

N

4

 nazik təbəqəsini kəsir (mərhələ 5). Silisium 

lövhəsi görünən bir tərəfdən o bir tərəfə selektiv kimyəvi 

yuyucunun köməyi ilə yuyulur. Bu silisium ilə qarşılıqlı təsirdə 

olub, silisium qatışığı  və Si

3

N

4 

(mərhələ 6) təbəqəsi ilə 

qarşılıqlı təsirdə olmur. Bundan sonra Si

3

N

4

 yuyulur, əks tərə-

fində lehimlənmiş qarışıq sahədə lövhəni fotolitoqrafiya üsulu 

ilə fotorezistdən təpə forma yaradılır (7, 8 mərhələ). Bundan 

sonra silisiumun kimyəvi yuyulması  nəticəsində fotorezist 

təpələri altında kremniya sütunları alınır (9 mərhələ).  Plazma 

itilənməsi vasitəsilə silisium sütunlarından iynə alınır (10, 11 

mərhələ).   

 

Şəkil 4-11. İşıq  şüalandıran elektron mikroskopunda 

konusvari AQM  zond 

 

Plazma itilənməsi nəticəsində oturacağının radiusu 3-6 

mkm,  hündürlüyü 10-30 mkm olan konus formalı zond alınır 

(tərəflərin nisbəti 3 - 5 : 1), zondun ucunun radiusu 10-20 nm 

dir.  

Bir silisium lövhəsində texnoloji əməliyyatın nəticəsində 

zond çeviricilərinin bütöv yığımı hazırlanmış olur. Elektrik 

ölçmələrin aparılması üçün zondun səthinə müxtəlif keçirici 

materiallardan olan örtüklər çəkilir( Au, Pt, W, Kr, Mo, Ti, 

 

94

---

Skanedici zond mikroskopiyasında təhriflər 

 

W

2

C  və başqa). AQM maqnit zondlarının səthinə ferromaqnit 

Co, Fe, CoCr, FeCr, CoPt və başqa  materiallardan nazik 

təbəqə ilə örtük çəkilir.  

Xüsusi ensiz dərinlik və ya yarıq üçün ölçmələr aparmaq 

üçün visker(Whisker type) və ya supertipli xüsusi şəkilli zond-

lar istifadə olunur. Bu zondlar çox nazik uca malik olur və 

tərəflərinin nisbəti çox böyükdür. Bu da daha ensiz dərinliklərə 

daxil olmağa imkan verir. Məlumdur ki, standart zondlar çox 

dərinlikdə dibi və şaquli kənar divarları ölçməyə imkan vermir. 

Bu cür zondların ölçüləri belədir: uzunluğu 1,5-2mkm tərəf-

lərin nisbəti 10 : 1 dən böyük və ucunun radiusu 10nm-dir.   

 

 

 

Şəkil 4-12. Silisium AQM zondlarının hazırlanmasının əsas   

                  mərhələləri  

STM üçün zondları nazik volfram naqildən hazırlanır. 

Tərəflərinin nisbəti böyük olan, daha iti uclu zondların hazır-

lanması üçün bu naqillər elektrokimyəvi itiləmə prosesindən 

istifadə olunmaqla hazırlanır. Tərəflərin nisbəti adətən 5:1 

 

95

---

“Nanotexnologiyadan laboratoriya  işləri”. Dərs vəsaiti  

 

ucunun radiusu 10nm tərtibində olur.  

 

 

Şəkil 4-13.  İşıq  şüalandıran elektron mikroskopunda AQM 

uzun nazik super zond  

  

Atom ölçüləri tərtibində  şəkillərin alınması üçün müstəvi 

səthin kiçik hissəsində skan edilir.  Buna görə zondun ümumi 

həndəsi forması bunun tətbiqi üçün kritik deyildir. İstifadə 

olunan STM zondların hazırlanması metodikası adi kəsici 

qayçının köməyi  ilə naqilin kəsilməsidir. Kəsilmə 45

0

 bucaq 

altında aralığa daxil edilməsi ilə eyni zamanda aparılır. Kəsil-

mə zamanı kəsilən yerdə, dartılma qüvvələrin təsiri nəticəsində 

naqilin plastik deformasiyası baş verir. Nəticədə  kəsilmə 

yerində uc hissədə hamar olmayan çoxlu çıxıntılar və s. 

formalar yaranmış olur. Bu STM zondun işçi elementi olaraq 

tunelləşmə prosesində istifadə olunacaqdır(Şəkil 4-14).  

SZM  şəkillərində zondla əlaqəli təhriflərin yaranması la-

büddür. Zond və nümunə səthi arasında qarşılıqlı təsir Şəkil 4-

15-də göstərilmişdir. 

Bəzən zondun həndəsi formasının bilinməsi alınmış 

şəkillərin interpretasiyası zamanı belə  təsiri azaltmağa imkan 

verir,  həmçinin tədqiq olunan nümunənin xüsusiyyətlərinin 

aşkarlanması üçün ən münasib zond işlədilir. 

b) Pilləli/çuxur tipli xüsusiyyətlərin təhrifləri  

      Təsvirlərin alınması zamanı zondun kəskin həndəsi xüsu-

siyyətlərinin olması çox vacibdir. Böyük radiuslu zond o 

zaman səthin xüsusiyyətləri ilə qarşılıqlı  təsirə başlayır ki, 

zondun mərkəzi oxu səthin xüsusiyyətlərinə çatmış olsun. 

 

96

---