Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рис. 1. Схема получения триподного электронного устройства путем удаления отдельных атомов с помощью фокусированного пучка электронов.

Рис. 2. Многостенная углеродная нанотрубка до (a) и после (b) эксперимента.

Рис. 3. Отверстия различного диаметра, полученные с помошью фокусированного пучка электронов (a, b) и перетяжка на МУНТ (с).

Рис. 4. Nb-нанонить до (a) и после (b, c и d) эксперимента. Темные пятна соответствуют вытравленным частицам металла.

Литография с атомным разрешением

Ключевые слова:  нанолитография, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Росляков Илья Владимирович

01 ноября 2008

Создание функциональных наноустройств для электроники является на сегодняшний день одним из основных направлений развития научных исследований. В частности, необходимо разрабатывать технологии получения сложных наноструктур с точно контролируемыми геометрическими размерами. В качестве рабочего инструмента для этой цели удобнее всего использовать сфокусированный пучок электронов. Следует отметить, что идея травления материала данным методом не нова и повсеместно широко применяется (смотри, например).

Американским исследователям пришла идея перейти на атомный уровень, т.е. удалять с помощью электронного пучка отдельные атомы и их группы (рис. 1). Идеальным объектом для такого рода манипуляций американцы считают графен. Электронные свойства данного материала строго зависят от геометрии устройства. Если придать графену нужную форму, из него выйдут неплохие переключатели, диоды, транзисторы и т.д. Умножители сигнала, например, получаются лишь из графеновых лент с ровными краями. Выравнивание края на атомарном уровне, несомненно, является актуальной задачей, решение которой окажется полезным в спинтронике и для обработки квантовой информации.

Однако эти мечты далеки от реальности, а высказанные идеи - от практической реализации. В работе “High-resolution nanofabrication using a highly focused electron beam” ученые оттачивают свое мастерство пока только на нанометровом масштабе. Да к тому же не на графене, а на многостенных углеродных нанотрубках (МУНТ). Тем не менее, авторам удалось сфокусировать пучок электронов на площади порядка нескольких нанометров и получить отверстия с диаметром менее 2,5 нм (рис. 2). Кроме того, в работе продемонстрирована возможность более тонких манипуляций с электронным пучком. Авторам удалось вырезать отверстия диаметром 11 нм в МУНТ с диаметром 26 нм (рис. 3b) и получить перетяжку на УНТ с поперечным сечением порядка 5 нм (рис. 3с). Аналогичные приемы работы годятся не только для углеродных материалов, но и для металлов. Отверстия диаметром менее 2,5 нм были протравлены в ниобиевых нанонитях (рис. 4).

Хочется надеяться, что в ближайшем будущем удастся найти способы управлять структурой устройств на атомарном уровне.


Источник: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS



Комментарии
Владимир Владимирович, 01 ноября 2008 21:32 
Удаление отдельных атомов с помощью фокусированного электронного пучка – технология ближайшего будущего!

Ну да - просто это мы все время живем в настоящем
Авторам оригинальной статьи - пожелание заняться более реальными вещами: бублики дырявить что-ли (хоть разница между желаемым и действительным будет заметна меньше)
Чабан Виталий Витальевич, 02 ноября 2008 16:01 
Если по несколько нанометров отверстия в нанотрубках делать умеют, то это уже интересно.
Вопрос за рентабельностью.
Очень любопытно.
Но не кажется ли, Илья Владимирович, что в таком способе уже заложен некий внутренний конфликт: для удаления единичных атомов кажется необходимым, чтобы слой материала должен быть очень тонким- один или несколько атомарных слоёв? В противном случае из- за рассеяния электронов не достигнуть нужной фокусировки.
Может быть поэтому использовали MWNT, а не SWNT?
А если обрабатывать графитоподобный слой ( графен по современному, простите за ортодоксальное название, привычка), здесь возникнут похожие проблемы.
Пока графены поставляются в основном на SiO2 подложках: Graphene Industries -> Sample Catalog - что будет происходить в этом случае?
Интересно, а как у полученных структур обстоят дела с устойчивостью, например, к окислению?

Судя по энергиям, это какой-то современнейший TEM JEOL. У них вакуум до ~1.5 x10^-7 torr.
По некоторым данным, примерно подобный электронный пучок приводил к аморфизации графитовых пленок толщиной 10- 50 килонанов ( аббревиатура некоторых желающих припасть к живительному источнику госфинансирования, 10-50 мкм). В таком вакууме графит как геттер не работал, а вульгарно загрязнял всю вакуумную систему сажей. Ругани было!
Вполне вероятно, что при работе с нанометровыми плёнками будет взаимодействие остаточным кислородом. Но более вероятна реакция с материалом подложки. Может быть, это и неплохо?
Я с 1972 года занимался электронно-лучевыми технологиями для микроэлектроники (литография, микроскопия, микроразмерная обработка) и глубоко убежден, что создать остросфокусированный пучок электронов с атомным разрешением невозможно. Одноименно заряженные частицы отталкиваются и пучок расплывается. Лучший результат получили японцы - 10 ангстрем, но по паспорту. В жизни оказалось хуже. Так что это утопия, если речь идет об остросфокусированном пучке электронов. Попытка применения ТЗН технологий на мой взгляд тоже попахивает фуфлом, но это мое личное мнение, никого ни к чему не обязывающее
Так и думал, JEOL 2010F! EMAL - Instruments: JEOL 2010F
И даже с Handbook!
Владимир Игоревич, а вам "Маргарита Сергеевна Ч." ничего не говорит?
Это был рекламный проспект FEI Company.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Одноэлектронный транзистор
Одноэлектронный транзистор

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

2019-nCoV: очередной коронованный убийца?
Анна Петренко
В статье рассказывается о коронавирусе 2019-nCoV — что мы знаем сегодня. А ведущие международные научные издательства предоставляют бесплатный доступ к новым статьям, посвященных изучению коронавируса

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.