Mikro- és nanomechanika avagy mire IS lehet használni SEM/FIB-et Lendvai János ELTE Anyagfizikai Tanszék
1947-ben kezdődött a bipoláris germánium tranzisztor létrehozásával (Bell Laboratory). mikrotechnológia 1956-ban fizikai Nobel-díj. Feynman 1959 Mihal C. Roco
Az első tömegtermelt microelectromechanical system (MEMS): légzsák kioldó szenzor
A fotolitográfia méretcsökkenése Moore-törvény, évtizedeken át érvényes tendencia. 10000 Gordon Moore ~2000-ben vonal vastagság [nm] 1000 100 10 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
A fotolitográfia méretcsökkenése Moore-törvény, évtizedeken át érvényes tendencia. Manapság a vonalvastagság elérte a 60-100 nm-t, Ha a tendencia folytatódik, akkor 2020. és 2025. között a 10 nm-es határt is elérjük. Ez a nanotechnológián belül újabb kihívásokat rejt magában. Gordon Moore 2009-ben 10000 vonal vastagság [nm] 1000 100 ITRS (International Technology Roadmap of Semiconductors) 10 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
ZnO nanoőv, -spirál, -rugó
Cu Brenner SS. 1956. Tensile strength of whiskers. J. Appl. Phys. 27:1484-91.
Al Tabata T, Fujita H, Yamamoto S, Cyoji T. 1976. The effect of specimen diameter on tensile behaviors of aluminum thin wires. J. Phys. Soc. Japan 40:792-97.
Cu drótok - csavarási deformáció [Fleck et al. Acta Mat. 1994]
Nanoindenterek MTS_Nano-Indenter XP CSIRO_UMIS (Ultra-Micro-Indentation System) Hysitron_Triboscope CSM_NHT (Nano-Hardness Tester)
Commercial machine implementation MTS_Nano-Indenter CSIRO_UMIS Inductive force generation system Displacement measured by capacitance gage Hysitron_TriboScope Load via leaf springs by expansion of load actuato Deflection measured using a force LVDT CSM_NHT Two perpendicular transducer systems Force applied by an electromagnetic actuator
Deformáció szemcseméret-csökkenést eredményezhet:
L. Zhang et al.: Evaluation of matrix strength in ultra-fine grained pure Al by nanoindentation, J. Mater. Res., Vol. 24, No. 9, Sep 2009
Fig. 1. Mechanical behavior at room temperature for pure Ni microsamples having a 134 orientation. M D Uchic et al. Science 2004;305:986-989
[P. Shade, 2008]
Fig. 1. A typical stress-strain curve obtained from simulation of the three-dimensional dislocation dynamics model in a load-controlled test in multiple-slip conditions. F F Csikor, C. Motz, D. Weygand, M. Zaiser, S. Zapieri Science 2007;318:251-254
Fig. 2. Progress of a large dislocation avalanche in [010] symmetrical multiple slip for a specimen of size L = 0.5 µm. F F Csikor et al. Science 2007;318:251-254
Fig. 3. Scaling collapse of avalanche size distributions. F F Csikor et al. Science 2007;318:251-254
Fig. 4. Shapes of rods (aspect ratio 1:50) after simulated bending; rod thickness t from top left to bottom right: t = 100 µm, t = 10 µm, t = 1 µm, t = 0.1 µm; b = 2.8 10 10 m, Θ = E/1000; the color code indicates the local bending angle over a segment of length t. F F Csikor et al. Science 2007;318:251-254
A fotolitográfia méretcsökkenése 10000 vonal vastagság [nm] 1000 100 10 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
P. D. Ispánovity, I. Groma, G.Györgyi, F. F. Csikor, and D. Weygand PRL 105, 085503 (2010)
P. D. Ispánovity, I. Groma, G.Györgyi, F. F. Csikor, and D. Weygand PRL 105, 085503 (2010)
P. D. Ispánovity, I. Groma, G.Györgyi, F. F. Csikor, and D. Weygand PRL 105, 085503 (2010) 3D
P. D. Ispánovity, I. Groma, G.Györgyi, F. F. Csikor, and D. Weygand PRL 105, 085503 (2010) 2D
FEI Quanta 3D SEM/FIB
FEI Quanta 3D SEM/FIB ion oszlop elektron oszlop omniprobe nanomanipulátor DX detektor gáz injektorok nt. dynode electr. ultiplier = CDEM tektor (SE, SI) mintakamra ajtó mintatartó mechanikus mozgatógombokkal EBSD detektor GSED erősítő
FEI Quanta 3D SEM/FIB low kv vcd (visszahúzható pásztázó transz missziós detekt (STEM) nt. dynode electr. ultiplier = CDEM detektor E, SI) ion oszlop vége elektron oszlop vége áz injektor Everhard-Thorn SED/BSED EBSD detektor infravörös CCD kamera alacsony nyomás szekunder elektro detektot (LVSED)
FEI Quanta 3D SEM/FIB mintatartó mikroszkóp nyitott ajtóval
Bulatov et al.
Blue Gene a LLNL-ban
Köszönöm szépen a figyelmet! Kellemes Ünnepeket!