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Utilizan técnica láser para detectar defectos en electrónica 2D

El rayo láser se refleja en un material bidimensional resaltando los defectos a nivel de estructura atómica.

ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas

Con el objetivo de proveer nuevas técnicas de validación y pruebas para la siguiente generación de ingeniería electrónica que integrará materiales conocidos como 2D, investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania un método basado en rayos láser para identificar fallas a nivel atómico sobre estructuras semiconductoras.

 

El comunicado de prensa de la institución señala que otros de sus propósitos con este proyecto es brindar alternativas para ayudar a la industria de semiconductores a crear sistemas que requieran menores tasas de consumo de energía, una razón por la cual compañías dedicadas a investigar sobre este campo han abierto líneas de trabajo sobre los materiales bidimensionales.

Para estos materiales, los fabricantes necesitan un método rápido y preciso para detectar los defectos de estas estructuras a fin de determinar si el material es adecuado para la manufactura de dispositivos electrónicos, mientras que el método de los académicos ayuda a caracterizar rápida y sensiblemente los posibles defectos que existan en los componentes.

"La gente ha luchado por hacer estos materiales 2D sin defectos. Ese es el objetivo final. Queremos tener un material 2D en una oblea de cuatro pulgadas con el mínimo aceptable de defectos, pero quieres evaluarlo de una manera rápida", apuntó Mauricio Terrones, Profesor de Física de la Penn State, como también se le conoce a la Universidad Estatal de Pensilvania.

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Cabe mencionar, que no solo académicos de la PennState participan en esta iniciativa tecnológica, también colaboran investigadores de la Universidad del Noreste. Universidad de Rice y la Universidad Federal de Minas Gerais (Brasil).

La técnica desarrollada por los investigadores recurre a una combinación de rayos láser e imagenología de campo obscuro para hacer visual los defectos que antes eran indetectables.

 

Además de los rayos láser, el sistema también utiliza generación del segundo armónico, un proceso no-lineal de 2do orden mediante el cual se duplica la frecuencia de una onda monocromática incidente, y con lo cual la frecuencia de la luz que brilla sobre el material se refleja al doble de la frecuencia original.

Seguido de este paso, los científicos agregan otra técnica llamada “imagenología de campo oscuro”, en el que la luz extraña se filtra para que los defectos brillen a través de ella, logrando una ampliación del campo visual para ver tipos de defectos que previamente eran indetectables.

"La localización e identificación de defectos con la segunda generación de armónicos de campo brillante comúnmente utilizada, es limitada debido a los efectos de interferencia entre las diferentes partículas de materiales bidimensionales", explicó Leandro Mallard, autor principal del artículo del proyecto publicado en el Nano Lettersy profesor de la Universidad Federal de Minas Gerais. "En este trabajo hemos demostrado que mediante el uso de SHG de campo oscuro eliminamos los efectos de interferencia y revelamos los límites de las partículas y los bordes de los materiales semiconductores de 2D. Esta novedosa técnica tiene una buena resolución espacial y puede tomar imágenes de muestras de gran área que podrían utilizarse para controlar la calidad del material producido a escala industrial", agregó.

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