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

 

Давид и Голиаф
Давид и Голиаф

Светодиодные технологии и оптоэлектроника: магистратура на стыке образования и индустрии
Открыт набор на первую в России индустриальную программу «Светодиодные технологии и оптоэлектроника» Университета ИТМО

Международная онлайн-дискуссия «Квант будущего»
Фонд Росконгресс, Госкорпорация «Росатом», Российский квантовый центр и научно-популярное издание N+1 завершают серию международных онлайн-дискуссий «Квант будущего», где лидеры индустрии и ведущие мировые ученые обсуждают, как квантовые технологии уже изменили наш мир, и с какими вызовами помогут справиться в будущем.
Заключительная дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоится 8 июля в 17:00 по московскому времени.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

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.

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.