aplikacje
co badamy i produkujemy?
Badania właściwości i struktury materiałów
Weryfikację podstawowych właściwości materiałów i ich struktury realizujemy zarówno z wykorzystaniem podstawowych technik laboratoryjnych takich jak badania metalograficzne i pomiary twardości, jak i z wykorzystaniem zaawansowanym metod obrazowania takich jak skaningowa i transmisyjna mikroskopia elektronowa (SEM, TEM) czy mikroskopia sił atomowych (AFM). Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) to doskonała technologia, pozwalająca na zobrazowanie powierzchni próbki w skali mikro- i nanometrycznej, osiągając powiększenia do nawet 1 000 000 razy i uwidaczniając jej topografię lub strukturę. Dzięki wykorzystaniu szeregu specjalistycznych detektorów obserwacje dostarczają kompleksowy zestaw informacji, np. rozkład zawartości pierwiastków uzyskany dzięki mikroanalizie składu chemicznego EDS/EDX. Ponadto wykorzystane do badań mikroskopy zbudowane są w konfiguracji mikroskopu dwuwiązkowego, co umożliwia między innymi wykonywanie lokalnych i precyzyjnych przekrojów do kilkuset μm w zależności od materiału przez badane elementy, uwidaczniając ich wewnętrzną mikrostrukturę.
Badania cienkich warstw
Powłoki specjalistyczne odnajdują zastosowanie w wielu branżach, co przekłada się na ich szerokie spektrum złożoności i postaci. Wspólną krytyczną cechą powłok stanowi ich grubość oraz skład chemiczny, które często muszą spełniać rygorystyczne wymagania producentów. Parametry te przekładają się bezpośrednio na jakość i niezawodność wytwarzanych elementów. W przypadku powłok specjalistycznych wykonywanych z metali szlachetnych i półszlachetnych ich grubość musi być ściśle kontrolowana w określonych przedziałach. Oferowany przez Nanores Lab pomiar grubości powłok pozwala na precyzyjne określenie grubości powłoki w określonym przez klienta miejscu. Wysokorozdzielczy tryb obrazowania pozwala na pomiar wielowarstwowych powłok od 10 nm grubości.
Badania baterii litowo-jonowych
W porównaniu z innymi dostępnymi na rynku technologiami akumulatorów, baterie litowo-jonowe są wysoce wydajnymi urządzeniami do przechowywania energii, których rynek stale rośnie. Bezpieczniejsze, mocniejsze, i bardziej ekonomiczne baterie są obecnie wyzwaniem rozwojowym przyszłości. Nanores Lab oferuje szereg narzędzi do identyfikacji i analizy wad, usterek i awarii. Dzięki połączeniu technik analitycznych takich jak tomografia mikrokomputerowa (microCT), skaningowa i transmisyjna mikroskopia elektronowa (SEM i TEM) oraz technologii skupionej wiązki jonów (FIB) naukowcy, inżynierowie i technolodzy mogą uzyskać cenne informacje strukturalne i chemiczne, których potrzebują do ulepszania swoich procesów.
Badania półprzewodników
Przemysł półprzewodnikowy stale rozwija się, a najnowocześniejsze urządzenia półprzewodnikowe są nie tylko coraz mniejsze od swoich prekursorów, ale również bardziej złożone. Z tego powodu wymagają one bardziej wyrafinowanych narzędzi potrzebnych do rozwoju, prototypowania, identyfikacji i kontroli defektów lub wykonywania precyzyjnych i wysokorozdzielczych obserwacji mikroskopowych. Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM), w połączeniu ze skupioną wiązką jonów (FIB), jest idealną techniką oferującą możliwości analityczne o wysokim poziomie precyzji.
Jeśli zainteresowała Państwa dana aplikacja, zapraszamy na 4-godzinny dzień testów.
Kontrola jakości
Analiza defektów
Nawet małe defekty mogą mieć znaczący wpływ na bezpieczeństwo i funkcjonowanie ostatecznego produktu. Najmniejsze pęknięcie lub zanieczyszczenie może nie tylko obniżyć jakość i trwałość produktu, ale także spowodować katastrofalne awarie. Przeprowadzenie badań metalograficznych oraz pomiarów twardości stanowi często pierwszy krok pozwalający na wskazanie przyczyn powstania uszkodzenia. Niektóre aplikacje i przypadki awarii wymagają wykorzystanie technik mikroskopii elektronowej. SEM zapewnia powiększenie i głębię ostrości wymagane do dokładnej analizy usterek i identyfikacji awarii. Dostarczają również wielu informacji umożliwiających dokładną charakterystykę uszkodzeń i identyfikację ich pierwotnej przyczyny.
Prototypowanie
Produkcja mikro i nanokomponentów
PROJEKTOWANIE I WYTWARZANIE STRUKTUR FOTONICZNYCH ZA POMOCĄ TECHNOLOGII SKUPIONEJ WIĄZKI JONÓW SEM/FIB
Rys. 1. Przykładowe mezy wykonane za pomocą wiązki Xe-PFIB [2].
W dobie dynamicznego rozwoju technologicznego zintegrowanej fotoniki oraz związanego z nim dużego zapotrzebowania na nowoczesne i wydajne sposoby wytwarzania struktur, wychodzimy naprzeciw tym problemom udostępniając optymalny proces wytwarzania struktur fotonicznych za pomocą skupionej wiązki jonów.
Nanotechnologiczne laboratorium Nanores, posiada w swojej bazie laboratoryjnej zaawansowane dwuwiązkowe systemy mikroskopowe SEM/FIB, które umożliwiają zarówno wykonywanie badań materiałowych jak i prototypowanie w skali mikro i nano. Firma specjalizuje się w wykorzystaniu technologii skupionej wiązki jonów do wytwarzania struktur fotonicznych różnego typu do zastosowań w tak zwanej zintegrowanej fotonice. Do dyspozycji mamy dwa różne systemy DualBeam, różniące się źródłem wiązki jonów: Ga-FIB (ang Galium Focused Ion Beam), Xe-PFIB (ang. Xenon Plasma Focused Ion Beam). Wiązka jonowa jest dobierana odpowiednio do zastosowania i jej wybór zależy od materiału, z którym pracujemy oraz od struktury którą chcemy wykonać. Spowodowane jest to między innymi różnymi parametrami pracy tych wiązek, takimi jak na przykład zakres prądowy oraz szerokość plamki wiązki w zależności od napięcia przyspieszającego. Ponadto bardzo dużo zależy od fizyki oddziaływania wiązki z podłożem.
PROJEKTOWANIE I WYTWARZANIE EMITERÓW POJEDYNCZYCH FOTONÓW W OPARCIU O PÓŁPRZEWODNIKOWE KROPKI KWANTOWE
Mamy doświadczenie w projektowaniu i prototypowaniu struktur typu mikro słupek oraz meza, w materiałach półprzewodnikowych z grupy III-V, takich jak GaAs i InP z kropkami kwantowymi InGaAs/GaAs i odpowiednio InAs/InP. Możemy wykonać pojedyncze struktury oraz całe serie, w zależności od zakresu pracy i zapotrzebowania w eksperymencie.
W ramach projektowania struktur jesteśmy w stanie wykonać symulacje numeryczne FDTD w celu określenie optymalnych gabarytów struktury i optymalizacji kolekcji emisji fotonów oraz przeprowadzić badania spektroskopowe wykonanych struktur, np.: mikro-fotoluminescencja, korelacja fotonów.
Rys. 2. Wyniki z mikro-fotolumienscencji dla wybranej mezy [2].
Rys. 3. Rózne typy mikro słupków wykonane róznymi wiązkami [1].
Dodatkowo w naszym laboratorium istnieje możliwość nanoszenia warstw różnych pierwiastków, np. Au, Ag, Pt, C za pomocą napylarki lub systemu GIS (ang. gas injection system). W razie potrzeby jesteśmy w stanie wykorzystać aparaturę zewnętrzną w celu modyfikowania powierzchni za pomocą trawienia na mokro. Dzięki oprogramowaniu systemu DualBeam SEM/FIB oraz tak plików typu streamfile (instrukcji opisujących dynamikę wiązki jonów, jej trajektorie, parametry pracy) jesteśmy w stanie wykonać dowolny kształt oraz rozmiar struktur.
Ponadto mamy doświadczenie w wytwarzaniu struktur takich jak: kryształy fotoniczne, soczewki Fresnela. Możemy wykonać mapowanie powierzchni próbki poprzez stosowanie układu markerów jako układu odniesienia do lokalizacji aktywnie optycznych obiektów, np. kropek kwantowych. Koszt wykonania struktury zależy od wielu czynników, dlatego wycena wraz z zakresem projektu jest zawsze ustalana indywidualnie w zależności od potrzeb klienta.
[1] Jaworski, M., Chudzyńska, A., Mrowiński, P., & Sęk, G. (2022). Efficient Emission in the Telecom Range from Quantum Dots Embedded in Photonic Structures Fabricated by Focused Ion Beam Milling. Acta Physica Polonica A ISSN 1898-794X, 142(5), 662-662.
[2] Jaworski, M., Chudzyńska, A., Mrowiński, P., Prażmowska-Czajka, J., Kijaszek, W., Große, J., … & Sęk, G. (2023). Xenon-plasma focused ion beam processing of photonic microstructures with GaAs-based quantum dots. Optical Materials Express, 13(10), 2845-2856.
