שיטה חדישה “להביט אל תוך החומר”

מחקר של מכון ויצמן

אלכס דורון

3/10/2000
מדעני מכון ויצמן פיתחו שיטה “להביט לתוככי חומר”, לזהות
מיבנהו הרב-שיכבתי ולמדוד את השכבות, בהפרדה (רזולוציה) של 1
ננומטר אחד (מיליונית המילימטר). השיטה תהווה בסיס לפיתוח
כלי-מדידה מתקדמים לתעשיית המוליכים למחצה, חקר חומרים ולמדעי
הטבע והחיים.

הצורך בכלי מדידה כאלה הוא לאנליזות מבנה מדוייקות ביותר. רוב
שיטות ההסתכלות פנימה בחומר אינן מספקות מידע על מימד העומק
(למשל: תצלומי רנטגן). השיטה החדישה והפשוטה יחסית לאנליזת
העומק המדוייקת, פותחה בידי ד”ר חגי כהן (מחלקה לשירותים
כימיים) ופרופ' ישראל רובינשטיין (חקר חומרים ופני שטח)
שדיווחו עליה לשבועון המדע “נייצ'ר”.

הם השתמשו בטכניקת XPS(ספקטרוסקופיה פוטו-אלקטרית של רנטגן)
וחקרו שכבות מבודדות דקיקות על מצע של זהב (מוליך). קרינת
ה”רנטגן” גרמה פליטת אלקטרונים מהחומר בו פגעה. רמת האנרגיה של
האלקטרונים לימדה על סוג האטומים שמהם נפלטו. בו בזמן “נשטף”
החומר בזרם אלקטרונים איטיים מ”תותח אלקטרונים”. השטיפה יצרה
שדות חשמליים מבוקרים על השיכבה המבודדת, ועקב כך לשינויים
ברמת האנרגיה של האלקטרונים הנפלטים. השינויים קטנו ככל שהאטום
פולט האלקטרון קרוב יותר למצע המתכתי. מדידת שינויי האנרגיה
גילתה את סוג האטום פולט האלקטרונים ועומקו בשכבת החומר
הדקיקה.בניסוי, בתוך המבנה הרב-שיכבתי הדקיק, הושתלו אטומים
“זרים”, כסמני עומקים. אז
התברר שאפשר “להביט אל נבכי החומר”, לעומקו, לזהות ולמדוד
שכבותיו ברזולוציה של 1 ננומטר.

בצוות המחקר השתתפו גם פרופ' אברהם שנצר (כימיה אורגנית), ד”ר
אלכסנדר וסקביץ (חקר חומרים ופני שטח) ותלמידותיהם.

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~314775457~~~191&SiteName=hayadan