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상변화 분리 과정 조사(APT)

Nanoscale characterization of phase change materials with Atom Probe Tomography
우수한 공간 분해능 분석 능력 덕분에(서브 나노미터 측면 및 깊이 분해능) CAMECA Atom Probe는 재료에서 기준 원자 단위 정량 분석을 수행합니다.

본 연구에서는 LEAP Atom Probe를 사용하여 광학 및 전자 데이터 저장 장치에 사용되는 Ge15Sb85의 상 분리 과정을 조사하였습니다.

2가지 분석이 수행되었습니다. 그 중 하나는 증착된 시료(좌측)이고, 다른 하나는 어닐링된 시료(우측)입니다.

Ge 및 Sb 원자의 분포는 증착된 시료(좌측 상단)의 3D 매핑에서 균일한 반면, Ge 농축 영역은 어닐링된 시료(우측 상단)의 3D 재구성에서 명확하게 보입니다. 2가지 시료의 분석을 통해 열처리 도중 발생하는 나노 단위의 상 분리가 드러납니다.

연구자는 수직 방향으로 1nm 두께의 슬라이스를 추출하고 나노볼륨에서 정량적 원자 농도 스케일에 가색상을 적용하여 상 분리에 대한 더 명확한 증거를 제공하였습니다. 상 분리의 크기는 겨우 몇 nm에 불과합니다.

원자단층현미경 분석은 재료의 화학적 이질성에 대한 정량적 조성과 원자 단위의 3D 원소 매핑을 모두 제공하는 유일한 분석 기술입니다. STM과 마찬가지로 단일 원자와 그 이웃을 이미지화할 수 있으며, 3D Atom Probe는 이외에 다음과 같은 두 가지 주요한 장점을 제공합니다.
  • 검출된 각 단일 원자를 화학적으로 식별할 수 있는 원소 분석
  • 원자의 화학적 맵을 진정한 3D로 만드는 깊이 분해능 

제공: M. Salinga 및 M. Wuttig(Department of Physics, RWTH Aachen, 독일)