При разработке наноустройств исследователи сталкиваются с одной важной проблемой - резким падением проводимости привычных медных проводов, при уменьшении поперечного сечения провода до размеров свободного пробега электрона (40 нм для меди). В качестве замены медным проводам, коллективом американских исследователей были предложены высокоупорядоченные монослойные углеродные нанотрубки (SWNT/ОУНТ). Для реализации такой непростой задачи, ученым надо было преодолеть два препятствия на своем пути: найти CMOS -совместимый метод нанесения нанотрубок в строго определенное место и со сторого определенной ориентацией, и найти метод для перевода полупроводящих нанотрубок в проводящие с одновременным повышением проводимости проводящих.
В своей предыдущей работе авторы статьи обнаружили, что нанесение нанокластеров платины на поверхность многослойных нанотрубок значительно повышает их проводимость. Основываясь на этом факте, авторы статьи решили нанести на монослойные нанотрубки нанокластеры платины.
На рисунке 1 показан механизм получения высокоориентированных нанотрубок. Вначале для повышения гидрофильности подложки из SiO2 применялась плазменная обработка. Затем, используя метод EBL, был нанесен слой фоторезиста (толщиной 600 нм) в форме каналов (шириной 1000, 500 и 200 нм), из которых в дальнейшем будут созданы провода. После этого методом dip-coating были нанесены нанотрубки в водном растворе (SWNT-DI). И, наконец, последним шагом было удаление фоторезиста, после чего были обнаружены высокоупорядоченные нанотрубки (рис. 2). Было отмечено, что с уменьшением длины каналов упорядоченность массивов нанотрубок увеличивалась.
По данным авторов статьи, ОУНТ содержат 2/3 полупроводящих и 1/3 проводящих нанотрубок, что конечно же никак не могло удовлетворить авторов. Поэтому они и решили нанести нанокластеры платины на ОУНТ. На рисунке 3 представлена схема, отражающая процесс электрохимического нанесения нанокластеров платины. Для этого вся конструкция была помещена в раствор 5 мМ гексахлорплатиновой кислоты. На контакт подается отрицательный потенциал, поэтому атомы платины селективно наносятся на нанотрубки и контакты. Кроме того, подавая отрицательный потенциал лишь на один контакт, отрицательно заряжаются все соседние. Это приводит к нанесению нанокластеров малого размера (<5 нм), что в свою очередь позволяет не разрушить высокоупорядоченный массив нанотрубок.
На рисунке 4 представлена зависимость сопротивления от ширины канала до и после нанесения нанокластеров платины. Из этой зависимости легко видеть, что нанесение нанокластеров платины приводит к ощутимому понижению сопротивления. Стоит отметить, что полного превращения полупроводниковых нанотрубок в проводящие не произошло, поскольку в этом случае сопротивление не зависило бы от ширины канала.
