O VELION FIB-SEM , uma plataforma de nanofabricação de feixe duplo de próxima geração localizada no MIT.nano, se tornara¡ uma parte permanente das capacidades de caracterização da instalação, graças em parte a um praªmio Major Research Instrumentation (MRI) da US National Science Foundation (NSF).

Uma equipe de pesquisadores do MIT liderada por James LeBeau, John Chipman Associate Professor of Materials Science and Engineering, solicitou a concessão em 2021 para adquirir o microsca³pio eletra´nico de varredura por feixe de a­ons focado VELION (FIB-SEM), um microsca³pio eletra´nico de última geração. instrumento de arte que oferece recursos para nanofabricação avana§ada e micromanipulação. A ferramenta estãodispona­vel para usuários do MIT.nano nos últimos 12 meses como uma unidade de demonstração de dois anos do fabricante Raith.

O VELION integra uma coluna FIB montada de cima para baixo perpendicular a um esta¡gio de interfera´metro a laser e uma coluna SEM de emissão de campo montada lateralmente. Essa configuração exclusiva permite padraµes conta­nuos em escala de wafer, sem erros de costura e de estruturas de dispositivos grandes - uma nova capacidade para instrumentos FIB. O VELION também fornece a­ons de ouro, germa¢nio e sila­cio filtrados por Wien para padraµes sem ga¡lio. Ele provou ser útil para aplicações que exigem implantação de a­ons, micromanipulação e modificação de material 2D, bem como ciência geral em nanoescala.

O sistema VELION instalado no MIT.nano demonstrou um desempenho recorde por meio de uma combinação do design do instrumento e do espaço projetado. Os conjuntos de caracterização de pora£o do MIT.nano, classificados como Critanãrios de vibração G e E, atendem aos mais rigorosos requisitos de imagem em nanoescala para baixa vibração e baixa interferaªncia eletromagnanãtica. Para o VELION, isso levou a uma estabilidade, precisão e automação de processo sem precedentes, bem como resolução de padraµes de alta precisão.

A colocação do instrumento no MIT.nano não éimportante apenas para aproveitar esse ambiente rigidamente controlado, mas também devido ao papel do MIT.nano como uma instalação central de acesso aberto para o campus. Ao longo do primeiro ano, pesquisadores de 10 departamentos, laboratórios ou centros distintos do MIT utilizaram o VELION para 40 projetos de pesquisa exclusivos, desde fota´nica de diamante e desenvolvimento de a³ptica de raios-X atésimbiose homem-ma¡quina, de acordo com Anna Osherov, diretora assistente para servia§os de usua¡rio em Characterization.nano.

“O VELION traz recursos aºnicos anteriormente não disponí­veis na regia£o da Nova Inglaterra”, observa Osherov, que écoinvestigador principal do praªmio. “O espaço de aplicações éincrivelmente diversificado, promovendo pesquisas interdisciplinares e preenchendo a lacuna entre ciência fundamental e engenharia.”

Além de LeBeau e Osherov, Dirk Englund, professor associado de engenharia elanãtrica e ciência da computação; Juejun Hu, professor associado de ciência e engenharia de materiais; e Ashwin Gopinath, professor assistente de engenharia meca¢nica, são coinvestigadores principais do praªmio. A amplitude dos departamentos representados neste grupo de pesquisadores destaca a capacidade do VELION de apoiar a prototipagem rápida de materiais e dispositivos para permitir uma variedade de campos, como computação qua¢ntica, eletra´nica de próxima geração e o estudo de novos sistemas de matéria mole/dura .

A aquisição do VELION para MIT.nano habilitada pelo praªmio NSF-MRI tornara¡ este instrumento dispona­vel a longo prazo para pesquisadores do campus e usuários externos. O praªmio também destaca o uso do VELION em atividades conta­nuas para que os alunos K-12 experimentem a instrumentação cienta­fica em primeira ma£o.

Os fundos NSF-MRI sera£o aumentados por contribuições dos fundos do MIT.nano Industrial Consortium.

Para obter mais informações sobre o VELION e outras ferramentas e instrumentos do MIT.nano — incluindo acesso e treinamento — visite nanousers.mit.edu .