Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Поверхность, на которую осаждаются УНТ
Различие концентраций УНТ на модифицированной APTES (слева)и немодифицированной (справа) поверхностях оксида кремния при осаждении в одинаковых условиях
Схема устройства тонкопленочного транзистора на основе УНТ

Транзисторы из нанотрубок

Ключевые слова:  IBM, полупроводник, транзистор, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

22 ноября 2009

Для многих современных электронных приспособлений требуются тонкопленочные транзисторы (ТПТ), для изготовления которых широко применяется аморфный кремний. Но эта технология требует применения высоких температур и характеризуется сравнительно малой оперативностью работы получаемых устройств. Недавно начались попытки внедрения органических ТПТ, но они тоже имеют проблему невысокой скорости переключения транзисторов.

Наиболее перспективными материалами для тонкопленочных транзисторов сейчас считаются одностенные углеродные нанотрубки (УНТ). УНТ отличаются способностью проводить достаточно большие токи и довольно низким электросопротивлением. На их основе уже создаются электронные схемы с ТПТ, характеризующиеся относительно быстрым срабатыванием, отличной проводимостью, гибкостью и прозрачностью. Но применяемые технологии синтеза УНТ приводят к одновременному образованию двух типов УНТ: с металлической проводимостью (около 33% от общего количества) и полупроводниковых (около 67%). Только метод CVD позволяет достигнуть несколько большей, но, все равно, недостаточной для практического применения доли полупроводниковых трубок. Как правило, требуемая доля составляет 99% (например, для технологических процессов, разрабатываемых компанией IBM).

Осаждение нанотрубок идет на поверхность оксида кремния (находящегося на кремниевой подложке), модифицированного 3-аминопропилтриэтоксисиланом (APTES). Для реализации этого процесса прибегают к очистке поверхности УФ-генерированным озоном с последующим осаждением монослоя APTESиз его органического раствора. А нанотрубки, обогащенные до 95%, в раствор которых погружается потом подложка получаются вышеописанным путем.

Средняя их длина составляла 1,7 мкм, а 99% из них превосходили длиной 1 мкм. Для определения длин нанотрубок использовалась сканирующая электронная микроскопия. По фотографиям, полученным этим методом также можно сравнить эффективность модифицированных и немодифицированных APTESподложек (рис.2). Сравнение, естественно, в пользу модифицированных.

Полученные образцы использовались для получения транзисторов: для этого на них литографическим методом формировались источниковый и стоковый электроды из 0,5 нм слоя титана и 70 нм слоя палладия. В зависимости от требуемых от транзистора характеристик варьируются его геометрические параметры. Излишки нанотрубок удаляют озоном. Уровень брака готовых ТПТ составлял порядка 2%.

Очевидно, что особенно для сложных микросхем очень важен такой параметр транзистора, как соотношение проводимостей в “открытом” и “закрытом” состояниях. Чем его значение больше, тем лучше. Длина транзистора несколько повышает это значение, но при все ужесточающихся требованиях к размерам электроники, этот путь не может вызывать одобрения. Присутствие нанотрубок с высокой проводимостью, наоборот, снижает эту величину. Поэтому и требуется максимальная очистка смеси нанотрубок от составляющей с металлической проводимостью.

При варьировании размеров устройства был обнаружен интересный эффект - расширение петли гистерезиса между запирающим напряжением и током с увеличением размеров ТПТ до величин, много превышающих среднюю длину нанотрубок. Это связывается с различными краевыми эффектами и дает еще одну причину для миниатюризации - ускорение ею срабатывания получаемых устройств.




Комментарии
Очень интересно. А где цифры для транзистора? (например проходные и пороговые характеристики).
Не мудрено получить плавающий гистерезис когда под углеродом такая каша (оборванные связи, ионы...) а если это ещё в атмосферу мокать?

Вроде есть такая терминология:
"истоковый и стоковый палладиевые электроды с подслоем титана".

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

 

Магнитные жидкости. Шар с сюрпризом.
Магнитные жидкости. Шар с сюрпризом.

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

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.