| 02.11.2003 Новые возможности микроскопа Ученые из Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, придумали спектрометр, эдакую насадку на электронный микроскоп, которая расширяет возможности прибора примерно так же, как профессиональная оптика улучшает способности фотоаппарата. Благодаря спектрометру удастся разглядывать совсем малые объекты, размером в нанометры, даже если при обычном наблюдении они выглядят тусклым пятнышком или вообще не выглядят никак. Такие объекты очень интересуют электронщиков. Ведь свойства полупроводников сильно зависят от примесей, даже если их концентрация исчезающе мала - порядка 10-миллионных долей процента, т. е. один атом одного элемента на миллиард атомов другого. Создателям современной электроники важно знать не только общее количество примеси в матрице, но и то, как она там расположена. То же касается и дефектов в кристаллических структурах, и состава включений микроскопических зерен одного материала в матрицу другого. Принцип действия спектрометра, который сначала сконструировали, а потом и сделали ученые под руководством доктора физико-математических наук Самуила Конникова при финансовой поддержке РФФИ, основан на том факте, что некоторые объекты, если воздействовать на них электронным пучком, начинают светиться. И делают это по-разному, в зависимости от состава и структуры. Отсюда простой вывод - это излучение, можно получить массу полезной информации. Точный выбор необходимых оптических элементов и их расположение позволили авторам работы добиться того, что при небольших габаритах - всего 30 х 40 см и весе 5 кг - прибор чутко улавливает даже самое слабое свечение в ближнем УФ, видимом и ИК-диапазонах. При этом удивительно точно и подробно, со спектральным разрешением до 10-й доли нанометра, спектр этого излучения анализирует. Более того, результат исследования удается представить в виде компьютерного изображения, чего прежде никому не удавалось. Например, удается увидеть, как светятся нанометровые синие точки включений силиката церия в матрице циркона - это при том, что матрица сияет в три раза сильнее, но зато зеленым цветом. В целом возможности нового прибора для диагностики материалов электроники нового поколения и получения их с заданными люминесцентными свойствами исключительно велики. Он позволяет исследовать пленки одного материала на другом, даже если пленка состоит из нескольких слоев при толщине каждого в одну молекулу. Скажем, изучить пленку оксида кремния на самом кремнии, причем выяснить ее структуру. Или найти включения аморфного кремния в кремнии кристаллическом. Или без дополнительной подготовки провести послойный анализ многослойных структур - изменяя энергию электронов, можно менять глубину проникновения их в материал и, соответственно, глубину светящегося микрообъема. Еще с помощью новинки можно изучать спектры светящихся микрообъектов в динамике, т. е. изучать какую-нибудь пленку непосредственно во время ее нанесения. Наконец, метод позволяет модифицировать материалы. Пучком электронов, как выяснили авторы, удается выжигать отдельные микрообласти в образце, создавая в заранее заданных участках структуры сначала точечные дефекты, а потом и островки иного материала - например, кремния в аморфном оксиде кремния. |