Реферат- Введение в наноэлектронику. Введение в наноэлектронику. Методы зондовой нанотехнологии. 1 Физические основы зондовой нанотехнологии

• Название: Методы зондовой нанотехнологии. 1 Физические основы зондовой нанотехнологии
• Анкор: Реферат- Введение в наноэлектронику
• Дата: 18.11.2022
• Размер: 3.55 Mb.
• Имя файла: Введение в наноэлектронику.rtf
• Тип: Документы; #796308
• страница: 1 из 15

Оглавление
Введение

. Методы зондовой нанотехнологии

.1 Физические основы зондовой нанотехнологии

.2 Контактное формирование нанорельефа

.3 Бесконтактное формирование нанорельефа

.4 Локальная глубинная модификация поверхности

.5 Межэлектродный массоперенос

.6 Электрохимический массоперенос

.7 Массоперенос из газовой среды

.8 Локальное анодное окисление

.9 СТМ-литография

.10 Совместное использование лазера и СТМ в нанолитографии

. Методы исследования химического состава поверхности

.1 Масс-спектроскопия

.2 Оже-электронная спектроскопия

.3 Ионная масс-спектроскопия

.4 Фотоэлектронная спектроскопия

.5 Радиоспектроскопия

. Исследования физической структуры поверхности

.1 Рентгеноструктурный анализ

.2 Анализ поверхности электронным пучком

.3 Полевая эмиссионная микроскопия

.4 Сканирующая туннельная микроскопия

.5 Атомно-силовая микроскопия

.6 Электронная микроскопия

.7 Эллипсометрия

. Нанотранзисторы

.1 Теоретические и технологические проблемы скейлинга

.2 КНИ-транзисторы

.3 Транзисторы с двойным затвором

.4 Гетеротранзисторы

.5 Полевые транзисторы

.6 HEMT-транзисторы

.7 MODFET-транзисторы

.8 Резонансно-туннельные транзисторы

.9 Гетероструктурный транзистор на квантовых точках

.10 Нанотранзисторы на основе углеродных нанотрубок

. Основы одноэлектроники

.1 Эффект одноэлектронного туннелирования

.2 Транспорт носителей

.3 Кремниевые одноэлектронные транзисторы

.4 Одноэлектронные транзисторы на основе гетероструктур

.5 Одноэлектронные металлические структуры

.6 Молекулярный одноэлектронный транзистор

.7 Цифровые устройства на одноэлектронных транзисторах

.8 Одноэлектронный механический транзистор

. Спинтроника

.1 Волновые явления в магнитоупорядоченных средах

.2 Приборы на МСВ

Заключение

Библиографический список

Введение

На данный момент электронные и радиоэлектронные средства имеют широкое распространение как в повседневной жизни, так и в профессиональной деятельности. Однако, современная электроника имеет тенденцию к миниатюризации и переходу к нанометровым размерам, где преобладают другие физические законы и явления, которые важно знать для проектирования аппаратуры.

Нанотехнологию можно определить как сумму технологических процессов и методик, основанных на манипуляциях с отдельными атомами и молекулами с целью получения новых материалов, элементов и приборов. Нанотехнология открывает перспективы ее широкого использования в электронике.

Таким образом, необходимо иметь представление об основных методах, применяемых в нанотехнологии, и путях развития данной науки.

1. Методы зондовой нанотехнологии

.1 Физические основы зондовой нанотехнологии

Зондовая нанотехнология - совокупность методов и способов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы, материала на уровне отдельных атомов, молекул и элементов нанометровых размеров с помощью острийного зонда с одновременной визуализацией и контролем процесса.

В основе зондовой нанотехнологии лежат уникальные приборы с зондом - сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) и атомно-силовой микроскоп (АСМ).

Сущность зондовой технологии на базе туннельного микроскопа заключается как в визуализации поверхности и объектов на ней, так и в формировании, модификации этой поверхности в нанометровой области.

Процессы нанотехнологии на основе зондовых методов базируются на ряде физико-химических явлений и эффектов.

Эффект полевой эмиссии. Автоэлектронная эмиссия представляет собой явление испускания электронов проводящими телами под действием внешнего электрического поля высокой напряженности.

На границе металл-вакуум существует потенциальный барьер , где - заряд электрона, - работа выхода электрона. При приложении к нему внешнего поля высота потенциального барьера снижается и протяженность барьера уменьшается. Согласно туннельному эффекту, электроны просачиваются сквозь барьер, создавая ток автоэлектронной эмиссии. Величина плотности этого тока отражена в формуле (1).
,

где - плотность тока автоэлектронной эмиссии, А;

- постоянная Планка, Дж∙с;

- напряженность внешнего поля, ;

- масса электрона, кг;

- табулированная функция.

Пондемоторные силы. Под пондемоторными силами понимают механические силы, возникающие в проводниках с током. В рассматриваемом случае проводниками с током являются зонд и область растекания тока в подложке. На поверхность под зондом действует пондемоторная сила, которая оценивается как отрицательное давление, нормальное к поверхности. Создаваемое механическое напряжение оценивается формулой (2).
,
где - механическое напряжение, Па;

- относительная диэлектрическая проницаемость среды между зондом и подложкой;

- электрическая постоянная, .

Поляризационные эффекты и модификация среды в зазоре. В области между зондом и подложкой возникает поляризация молекул среды и их перестройка. Формируются проводящие молекулярные мостики из адсорбированных молекул. Величина электрического поля, при которой образуются проводящие мостики, вычисляется по формуле (3).
,

где - напряженность электрического поля, при которой образуются проводящие мостики;

- поляризуемость молекулы;

- дипольный момент молекулы;

- постоянная Больцмана, ;

- температура, К.

Полевое испарение. При высоких значениях напряженности электрического поля наблюдается явление испарения ионов, связанное с массопереносом в виде потока положительных ионов.

Локальные потоки тепла. Сверхплотные значения тока (вплоть до ) вызывают на подложке локальный разогрев, который может привести к локальным структурным изменениям вещества.