掃描電子顯微鏡中的電子束誘生電流技術(shù)，是表征半導(dǎo)體器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、評估局部缺陷及金屬接觸特性的重要手段。然而，當(dāng)面對一維碳納米管器件時，基于三維體半導(dǎo)體模型的傳統(tǒng)EBIC理論遇到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)——成像襯度會隨電子束落地能量發(fā)生劇烈變化甚至反轉(zhuǎn)，使得定量分析金屬-納米管接觸電阻等核心問題缺乏可靠的理論依據(jù)。

掃描電鏡中雙模式二次電子/電子束誘導(dǎo)電流成像裝置示意圖

研究團(tuán)隊創(chuàng)造性地在澤攸科技SEM納米探針臺構(gòu)建的原位測量平臺上，同步采集了樣品的二次電子信號與EBIC信號，對比分析了1 keV和10 keV兩種落地能量下的成像表現(xiàn)。

1 keV與10 keV落地能量下Pd-碳納米管接觸區(qū)域的二次電子與電子束誘導(dǎo)電流對比成像

研究發(fā)現(xiàn)了顛覆性的結(jié)果：

這一現(xiàn)象證明，碳納米管器件的EBIC信號強(qiáng)度與二次電子發(fā)射效率存在強(qiáng)相關(guān)性，其成像機(jī)制由襯底充電極性和電子劑量主導(dǎo)，而非傳統(tǒng)的內(nèi)建電勢理論。

傳統(tǒng)電子束誘導(dǎo)電流機(jī)制預(yù)測、實(shí)驗(yàn)觀測與本文提出的二次電子驅(qū)動EBIC機(jī)制對比

澤攸科技SEM納米探針臺在實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮了三大關(guān)鍵作用：

1. 納米級精確定位

探針臺通過三維納米級位移控制，使探針能夠準(zhǔn)確觸達(dá)并連接碳納米管器件的源極電極，建立了穩(wěn)定的電學(xué)連接。

2. 微弱信號可靠傳輸

探針將捕獲到的皮安級微弱感生電流信號，穩(wěn)定傳輸至外部高精度電流放大器進(jìn)行處理，確保了信號的高保真度。

3. 高質(zhì)量圖像重建

通過穩(wěn)定的物理連接，實(shí)現(xiàn)了EBIC信號與掃描位置的實(shí)時對應(yīng)，最終重建出清晰、高信噪比的電學(xué)圖像。

在1 keV落地能量下，隨著電子束劑量增加，Pd-碳納米管接觸處的二次電子與電子束誘導(dǎo)電流圖像及信號分布演變

澤攸科技SEM納米探針臺不僅是電學(xué)測量的工具，更是一個功能強(qiáng)大的原位測試平臺。其具備以下顯著優(yōu)勢：

這使得它能夠滿足納米材料在電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、熱電乃至生化特性等領(lǐng)域的多場耦合原位分析需求。

研究還進(jìn)一步揭示了電子劑量與材料本征電阻對EBIC信號的調(diào)制作用。隨著掃描次數(shù)增加，表面碳污染導(dǎo)致碳納米管電阻升高，使EBIC信號逐漸衰減。同時，EBIC強(qiáng)度沿碳納米管軸向呈單調(diào)遞減趨勢，反映了電荷傳輸過程中的電阻梯度約束。

解釋碳納米管中EBIC信號行為的模型

這項研究不僅為低維半導(dǎo)體材料的EBIC表征提供了全新的物理視角，也為利用該技術(shù)評估金屬-納米材料接觸質(zhì)量、篩選高性能場效應(yīng)晶體管提供了非破壞性的檢測方案。這將對碳基電子器件的工藝優(yōu)化和工程化應(yīng)用產(chǎn)生重要推動作用。

澤攸科技SEM納米探針臺在這一突破性研究中的成功應(yīng)用，彰顯了其在納米科學(xué)前沿研究中的關(guān)鍵價值。通過提供穩(wěn)定、精確的納米級操控和電學(xué)連接能力，它幫助科學(xué)家"聽清"了來自碳納米管的最微弱"電學(xué)心跳"，最終助力揭示了顛覆傳統(tǒng)的物理機(jī)制。

從基礎(chǔ)物理機(jī)制的突破，到未來碳基芯片的工程化制備，澤攸科技提供的可靠原位表征解決方案，正持續(xù)為科技創(chuàng)新提供堅實(shí)的技術(shù)支撐，驅(qū)動人類向更微小的世界不斷邁進(jìn)。

研究中發(fā)揮關(guān)鍵作用的澤攸科技SEM納米探針臺