非导电基底上纳米电子器件的原位电子显微镜观察
材料科学
2025-08-19 v1
摘要
实现与薄膜电容器等“bulk”电子器件相当的工作条件进行原位电子显微镜挑战仍然存在，尤其是当器件生长在非导电基底上。聚焦离子束切割工艺的精度受限，常常必须使用导电基底或人工增厚的层，这些层与实际器件结构不同。这些修改可能改变器件的本征应变、静电边界条件，从而最终影响器件响应。本文提出了一种通用且灵活的工作流程，用于在（扫描）透射电子显微镜中对薄膜电容器进行原位偏置，包括样品制造和器件操作。通过在 bulk 电容器相邻处引入加工绝缘屏障，我们的方法无需改变原始薄膜结构即可进行样品制备。作为案例研究，我们将该方法应用于生长于绝缘基底上的压电薄膜电容器，证明在施加电场下可保留边界条件敏感的原子尺度域切换。总体而言，该过程有助于为在代表性bulk测试几何条件下对复杂薄膜系统进行系统性原位研究奠定基础。
引用
@article{arxiv.2508.12503,
title = {Operando Electron Microscopy of Nanoscale Electronic Devices on Non-Conductive Substrates},
author = {Menglin Zhu and Michael Xu and Zishen Tian and Colin Gilgenbach and Daniel Drury and Bridget R. Denzer and Ching-Che Lin and Deokyoung Kang and Lane W. Martin and James M. LeBeau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.12503},
year = {2025}
}