EEE  352  Electronic  Materials  and  Devices—Lab  Projects  

Lab  1—Due  August  29  

Site:  Nanohub.org  

Each  student  should  go  to  www.nanohub.org  and  get  their  own  account  name  and  password   (they   are   free).     This   site   is   a   collection   of   tools   for   use   in   electrical  engineering.    These  tools  have  been  created  by,  and  are  used  by,  people  the  world  over.    We  will  use  a  number  of  these  tools  throughout  the  course  in  the  labs  that  you  will   be   asked   to   endure.     These   lab   exercises   replace   the   Friday   lectures,   and   the  reports  will  be  due  each  Monday.  

You  will  also  need  to  acquire  (if  you  don’t  have  it)  a  program  which  enables  screen  capture   to   a   image   file.     This   comes  with  Macs   as   the     “Grab”  utility.     There   are   a  variety  of  such  programs  for  the  PC,  either  free  or  for  a  nominal  charge.  

Tool:  Crystal  Viewer  Tool  

The  purpose  of  this  lab  is  to  gain  familiarity  with  crystal  structures  and  their  forms.    You  will  be  asked   to  get  pictures  of  different  views  of   some  structures  and   lattice  planes  for  your  report.    You  can  compare  the  results  of  the  Nanohub  structure  with  that  available  at  http://cst-­‐www.nrl.navy.mil/lattice/.        

Open   the   tool.     Note   that   on   the   topmost   pulldown  menu,   you   can   choose   either  “material”  or   “crystal   systems  and  Bravais   lattices.”    We  will   start  with   the   first  of  these  choices.    

1.    Choose  “diamond/silicon”  and  the  (100)  plane.    Select  only  a  single  atom  under  “size  of  Miller  plane.”    Press  “simulate.”    Rotate  the  image  so  that  you  are  looking  at  a  cube  face.    Plot  this  image  and  the  corresponding  Miller  plane  (red  atoms,  you  must  rotate  the  image  so  that  these  form  a  line  parallel  to  a  cube  face).  

2.    Choose  “zincblende/GaAs”  and  the  (110)  plane.    Select  only  a  single  atom  under  “size  of  Miller  plane.”    Press  “simulate.”    Rotate  the  image  so  that  the  top  and  bottom  faces  are  vertical  and  you  are  looking  in  a  (110)  direction.    Plot  this  image  and  the  corresponding   Miller   plane   (red   atoms,   you   must   rotate   the   image   so   that   these  form  a  vertical  line  and  the  (110)  plane  is  in  the  surface  of  the  image).  

3.  Choose  “zincblende/GaAs”  and  the  (111)  plane.    Select  only  a  single  atom  under  “size  of  Miller  plane.”    Press  “simulate.”    Rotate  the  image  so  that  it  is  clear  you  are  looking  along  the  body  diagonal.    Plot  this  image  and  the  corresponding  Miller  plane  (again,  you  must  rotate  the  image  so  that  it  is  clear  you  are  looking  along  the  body  diagonal,  and  the  light  blue  atoms  form  the  plane).  

4.   Choose   “wurtzite/GaN”   and   the   (0001)   plane.     Select   only   a   single   atom   under  “size  of  Miller  plane.”    Press  “simulate.”    Rotate  the  image  so  that  the  two  blue  atoms  are   centered   in   the   unit   cell   (a   diamond   shape).     Plot   this   image   and   the  

corresponding   Miller   plane   (you   must   rotate   the   image   until   the   hexagonal   (red  atoms)  structure  is  clear).  

5.     Choose   “crystal   systems   and  Bravais   lattices.”     Choose   the   BCC   lattice   and   the  (200)  lattice  plane  (hkl).    Choose  angle  good  angle  to  show  all  9  atoms  of  the  cube.    Plot  this  and  the  Miller  plane     for  the  cube  (you  have  to  rotate  it  so  that  the  green  atom  obscures  the  dark  blue  atom,  then  you  are  looking  in  the  proper  direction).  

 

In  your  report,  enter  the  10  images,  and  discuss  the  properties  and  meaning  of  each  of  these.    Do  not  spend  more  than  a  line  or  two  on  each.    You  should  supplement  the  images  with  proper  drawings  of  the  appropriate  Miller  planes.