Нанотехнология и наночипы. Часть 1.

П. Лускинович

Нанотехнология и наночипы. Часть 1

Многократное увеличение быстродействия, уровня интеграции и расширение функциональных возможностей в электронике, оптике, робототехнике, материаловедении, биологии, информатике и других областях науки и техники возможно на основе нанотехнологии - науки об управлении процессами на уровне атомов и молекул (1 нанометр = 10-3 мкм). Практически не останется ни одного раздела науки и техники, который не претерпит кардинальных изменений с развитием нанотехнологии. Поэтому развитие нанотехнологии за рубежом называют нанотехнологической революцией.

Состояние работ по нанотехнологиям

Предлагаемая читателям статья подготовлена коллективом авторов Института Нанотехнологий Международного фонда конверсии в составе: Лускинович П.Н., Ананян М.А., Дадан Е.В., Косяков А.Н, Котенков А.Г., Кузькин В.И., Николаев О.А., Объедков О.В., Поздеев Ю.Э., Степанов М.В., Фомин В.Е., Шавыкин А.Е.

Осознание стратегической важности работ привело к тому, что в разных странах на уровне правительств и крупнейших фирм созданы и успешно выполняются программы работ по нанотехнологиям.

Изделия на основе нанотехнологии, созданные на основе оптимальной сборки атомов и молекул, позволят реализовать предельно возможные характеристики, по сравнению с которыми остальные изделия будут неконкурентно-способными.

В Японии программа работ по нанотехнологии получила высший государственный приоритет "Огато". Данный проект спонсирует не только государство, но и дополнительно около 60 частных фирм. Кроме данного проекта, в Японии финансировалось около дюжины проектов, посвящ╦нных различным аспектам нанотехнологии - квантовым волнам, флуктуациям в квантовых системах, направленных на исследование и разработки квантовых функциональных схем. Крупнейшими проектами являлись "Atom Craft project" и "Aono project". Внимание, уделяемое государством, было не случайным, ещ╦ 10 лет назад в стране присуждались золотые медали за лучшие достижения в области нанотехнологии. Основные разработки проводились в центре перспективных технологий "Цукуба".

В Европе более чем в 40 лабораториях проводятся нанотехнологические исследования и разработки, финансируемые как по государственным, так и по международным программам (программа НАТО по нанотехнологии).

Кроме того, программы работ по нанотехнологии приобрели статус государственных программ даже в сравнительно небольших странах типа Голландии и Финляндии.

В США отставание от Японии по объ╦му финансирования работ в области нанотехнологии стало предметом государственного обсуждения, в результате которого объ╦м финансирования только фундаментальных исследований каждый год стал удваиваться.

С целью форсирования работ именно на данном направлении в 2000 году по решению правительства США работы по нанотехнологии получили высший приоритет (top priority).

В результате была создана программа Американской нанотехнологической инициативы, а при президенте организован специальный комитет координирующий работы по нанотехнологии в 12 крупнейших отраслях промышленности и военных силах [1]. Одной из целей программы является создание на основе нанотехнологии вычислительных устройств с производительностью в миллион раз выше существующих процессоров Pentium. Кроме того, в отличие от финансирования работ в области фундаментальных исследований, объ╦м финансирования работ по нанотехнологии в фирмах многократно выше. Например, только в фирме Intel в прошлом году на разработки в области нанотехнологий было потрачено более 1 млрд. долл.

В России фундаментальные научноисследовательские работы по нанотехнологии проводятся по нескольким программам. К наиболее крупным из них относятся: программа "Физика наноструктур", руководимая академиком Ж.И. Алферовым, и "Перспективные технологии и устройства в микро- и наноэлектронике", руководимая академиком К.А. Валиевым.

Достижение уровня характеристических размеров элементов, соответствующих нанометровому диапазону, закономерно вытекает из хода исторического развития, определ╦нного в различных научноисследовательских работах (в частности, из закона Мура). Считается, что с 2000 года началась эра гибридной наноэлектроники.

В настоящее время ежегодно проводится около десятка конференций, посвящ╦нных различным аспектам нанотехнологии. Опубликовано несколько тысяч статей и даже несколько монографий, созданы специальные сайты в Интернете, происходит интенсивная подготовка к созданию наноэлектронных элементов и различных функциональных устройств от простейших до нанокомпьютеров.

Кроме наноэлектроники, на основе нанотехнологии наиболее активно развиваются: микро- и наноробототехника, позволяющая создать миниатюрные исполнительные механизмы с быстродействием в миллионы раз выше существующих и более сложные робототехнические системы с распредел╦нными механическими устройствами: интегральная нанооптоэлектроника, позволяющая создать солнечные элементы с КПД в 2 раза большим существующих (в соответствиии с одним из разделов программы Американской нанотехнологической Инициативы), светодиоды и лазеры с перестраиваемым от инфракрасного до ультрафиолетового спектром излучения, высокоэффективные транспаранты и функциональные оптические приборы.

Нанотехнологические установки

Реализация потенциальных возможностей нанотехнологии возможна при создании специального технологического оборудования (нанотехнологических установок), осуществляющего локальные физико-химические процессы в областях нанометровых размеров.

Установки позволяют осуществить в специализированных технологических модулях локальные нанотехнологические процессы и исследовать их результаты методами сканирующей зондовой микроскопии.

За рубежом фирмами "Digital Instruments", "Topometrics", "Omicron" и множеством других, а также в нашей стране выпускаются сканирующие зондовые микроскопы различных типов. Однако данные приборы позволяют исследовать в основном только поверхность образцов.

Нанотехнологические установки, специализированные на проведение нанотехнологических процессов, пока не выпускаются.

Важность разработок именно нанотехнологических установок столь значительна, что за рубежом создаются даже специальные фирмы, целенаправленно специализирующиеся на создании нанотехнологических установок, называющихся "atomic assembler" - сборщики атомов.

В отличие от традиционных групповых технологий, основным узлом нанотехнологических установок является нанореактор, формируемый между вершиной зонда и обрабатываемой поверхностью. В процессе локального воздействия в зазоре зонд-подложка на поверхности направленным образом преобразуются межатомные и межмолекулярные связи вещества подложки и технологической среды. В результате образуются новые структурные композиции вещества, кластеры, локальные образования нового вещества, композиции органических веществ с неорганическими и формируются нужные объекты с нанометровыми размерами.

Проведение нанотехнологических процессов осуществляется в установках в зазоре зонд-подложка, при инжекции в данный объ╦м технологических сред (газообразных или жидких) и комплексном воздействии различными методами на происходящие атомно-молекулярные процессы.

Исследование характеристик создаваемых нанообъектов и поверхности осуществляется методами сканирующей зондовой микроскопии и туннельной спектроскопии.

Для проведения нанотехнологических процессов в газовых и жидких средах в Институте Нанотехнологий Международного фонда конверсии (ИНАТ МФК) были разработаны нанотехнологические установки.

Важнейшим отличием созданных установок является использование специального технологического модуля и соответствующей системы позиционирования, обеспечивающих возможность работы даже с агрессивными средами и стабилизацию параметров технологической среды.

Установки могут использоваться в научных институтах и университетах для проведения НИОКР по нанотехнологиям, наноприборам и подготовке специалистов.

Следует отметить, что эти нанотехнологические установки:

реализуют в зазоре зонд-образец различные по природе полевые, электромагнитные, кинетические воздействия на технологический процесс; характеризуются высокой разрешающей способностью, вплоть до атомарной; обладают повышенным быстродействием, благодаря специальной конструкции манипуляторов, электронной системы управления, программного обеспечения, что позволяет осуществить большой объ╦м экспериментов.

Блок-схема нанотехнологической установки "Луч-2" и е╦ основные технические функциональные возможности показаны на рис. 1. Она состоит из:

технологического модуля с системой прецизионного позиционирования, технологической и защитной камерами, устройствами гашения сейсмических и акустических колебаний, системой инжекции и вывода технологических сред и исполнительными элементами воздействий на процесс в зоне зонд-образец; электронной аналого-цифровой системы с высокочувствительными и высоковольтными электронными схемами, управляемой сигнальным процессором; математического обеспечения для управления нанотехнологическими процессами, проведения измерений нанообъектов и поверхности, тестирования узлов и систем установки.

Рисунок 1. Блок-схема технологического модуля

В дополнение к базовой комплектации установки "Луч-2" выпускаются:

Система видеонаблюдения - визуализирует на экране компьютера место подвода зонда к исследуемому образцу. Ускоряет вывод зонда на требуемую позицию. Использование афокальной оптики с зеркальными оптическими поверхностями, в которых отсутствует хроматическая аберрация, предоставляет возможность измерения объектов, расположенных под зондом, и введения излучения с длинами волн, отличными от длин волн, на которых работает система видеонаблюдения. Система характеризуется сочетанием большой глубины резкости (до нескольких мм) и высоким пространственным разрешением (до 1√2 мкм). Кроме того, применяемая оптическая система позволяет вводить лазерное излучение в зазор зонд-образец и юстировать его с помощью управляемых от компьютера пьезодефлекторов. Система расположена вне технологического модуля, и для компенсации смещения изображения применяется специальная программа стабилизации изображения на экране компьютера и оптимального наведения излучения в область проведения нанотехнологических процессов. Зонды: из мономатериалов, например вольфрама, с оптимальной формой для высокоскоростного сканирования и радиусом вершины менее 100 A; с гидрофобным покрытием для проведения исследований на влажной поверхности био-объектов; с изолирующим на боковой поверхности покрытием для проведения электрохимических экспериментов; с термической активацией вершины для повышения эффективности локальных воздействий; с плазмонной активацией вершины для стимулирования локальных химических реакций. Гибкие миниреакторы (объ╦мом меньше 1 см3) для многократного уменьшения расхода дорогостоящих технологических сред и их дополнительного нагрева в зоне реакции. Увеличивают срок службы пьезоманипуляторов и технологических модулей. Тестовые структуры для калибровки нанотехнологических комплексов. Изготавливаются в виде шахматного поля с микронными и нанометровыми размерами. Составные блоки установки "Луч-2" - технологический модуль, система управления и их компоненты (широкодиапазонные и быстродействующие манипуляторы, усилители туннельного тока, электронная система управления).

Установки предыдущего поколения типа "Луч" используются в Институте нанотехнологий Международного фонда конверсии, на химическом факультете МГУ, в центре коллективного пользования, а электронные системы управления в ЦЕНИ ИОФ РАН и в Университете г. Флоренция.

На установках данного типа были получены экспериментальные результаты по формированию нанообъектов из материалов различных типов - карбонилов железа и вольфрама, хлоридоволова и полианилина. Результаты формирования нанообъектов и исследования свойств наноструктур экспериментально подтвердили возможность и эффективность развития нанотехнологии на основе нанотехнологических зондовых установок.

Нанотехнологические процессы

Основой нанотехнологических процессов является проведение локальных атомно-молекулярных взаимодействий.

В настоящее время наиболее распространены групповые технологии создания объектов нанометровых размеров с помощью осаждения и литографии [2].

Групповые технологии осаждения характеризуются особенностями, существенно ограничивающими возможности создания структур нанометровых размеров.

Из-за одновременного осаждения на различные участки подложки возникают з╦рна, дислокации, поры и другие дефекты. Применение методов эпитаксии позволяет преодолеть данные недостатки, однако из-за высокой температуры эпитаксиальных процессов (необходимой для повышения поверхностной миграции) ликвидируется возможность локального осаждения. Локализация осаждаемого материала возможна в методе графоэпитаксии, однако его развитие сдерживается возможностями методов литографии.

Традиционно, основным направлением развития методов литографии, обеспечивающим повышение разрешающей способности, считалось применение свободно распространяющихся в пространстве частиц с меньшей длиной волны. Поэтому проводились разработки в направлении укорочения длины волны используемого излучения, базирующиеся на применении ультрафиолетового или синхротронного излучения, а также высокоэнергетичной электронной или даже ионной литографии.

Методы оптической литографии пока ограничены техническими возможностями фокусирования света - традиционными линзовыми системами, осуществляющими передачу излучения через открытое пространство в размеры, соизмеримые с длиной волны излучения.

Методы электронной и ионной литографии позволяют осуществить фокусировку воздействующего электронного потока в малые размеры. Однако высокая энергия фокусируемых электронов приводит к значительному разрушению используемых материалов, что ограничивает пространственную разрешающую способность метода.

В тоже время, известен физический эффект, позволяющий получить пространственное ограничение потока излучения в размерах, меньших длины волны используемых частиц. Главная особенность эффекта заключается в наличии условий, запрещающих свободное распространение частиц через определ╦нную область пространства. Этот эффект в ядерной физике первоначально получил название эффекта туннелирования [3]. В оптике его называют эффектом нарушенного полного внутреннего отражения, а в СВЧ-технике - эффектом запредельного волновода.

Применение данных эффектов на вершинах зондов специальных конструкций позволило достичь высокой пространственной разрешающей способности без применения высокоэнергетичных частиц и создать новые методы техники сканирующей зондовой микроскопии на их основе. Например, эффективная ширина потока туннелирующих электронов при энергии в доли эВ (электрон-вольт) не превышает 0,1√0,2 нм, а оптическое излучение металло-оптическими волноводами можно локализовать в области, в десятки раз меньшей длины волны используемого излучения.

На основе техники сканирующей зондовой микроскопии стали создаваться методы нанотехнологии, использующие частицы с величинами энергий, определяемыми не энергией, необходимой для их фокусировки, а оптимальной энергией стимуляции нанотехнологических процессов. Именно данное сочетание позволило достичь высокой разрешающей способности при формировании элементов нанометровых размеров.

Рассмотрим основные фазы нанотехнологических процессов. При этом целью повышения эффективности разработки нанотехнологий целесообразно выделить и проанализировать две важнейшие фазы атомно-молекулярных процессов, заключающиеся в фиксации и активации атомов [4].

Наиболее распростран╦нным типом фиксации является локализация нанообъектов (атомов, молекул, наночастиц) в неоднородном электрическом поле, создаваемом между вершиной зонда и поверхностью образца.

За сч╦т дипольного момента и градиента электрического поля нанообъектам энергетически наиболее выгодно расположиться в области максимальной напряж╦нности электрического поля, то есть в промежутке зонд-подложка.

Для повышения эффективности удержания целесообразно увеличивать величину градиента электрического поля, что достигается применением более острых зондов и увеличением напряжения между зондом и образцом.

Для этого же целесообразно увеличивать величину градиента магнитного поля, что достигается применением более острых зондов с вершинами, изготавливаемых из материалов с максимально технически допустимой (по условиям применения в эксперименте) магнитной проницаемостью и увеличением напряж╦нности магнитного поля.

При протекании электрического тока через нанообъект и одновременном действии магнитного поля (в том же направлении) возникает сила Лоренца, дополнительно локализующая движение нанообъекта.

Возможно также локализовать атомы и молекулы с помощью стоячих оптических волн.

Для повышения величины барьера и степени локализации целесообразно увеличивать мощность и частоту применяемого излучения. Одним из возможных вариантов использования данного эффекта является использование зонда в качестве элемента металло-оптического волновода.

Следует отметить, что при расположении нанообъектов между вершиной зонда и подложкой на них начинают влиять силы межатомного взаимодействия.

С целью увеличения величины межатомных взаимодействий, кроме подбора соответствующего материала, целесообразно использовать зонды специальных конструкций, включая зонды из нанотрубок, увеличивающих размеры области взаимодействия.

Сравнение различных методов локализации показывает, что наиболее эффективным способом является использование тр╦хмерного потенциального барьера, создаваемого на конце нанотрубки. Поэтому сочетание возможности инжекции частиц по нанотрубке и их локализация на конце является одним из наиболее перспективных направлений дальнейших разработок нанотехнологии.

Основной фазой нанотехнологических процессов, позволяющей изменить структуру объектов, является фаза активации.

Возможности активационных процессов зависят прежде всего от величины энергии активации.

Величины энергий активационных процессов находятся в диапазоне от долей до десятков эВ.

Рассмотрим диапазон энергий активации, соизмеримых с величиной энергии тепловых колебаний (~ 0,25 эВ). При таких энергиях активация может привести к увеличению эффекта поверхностной миграции, что позволяет преодолеть барьеры, локализующие атомы при физической сорбции на поверхности. Кроме того, в ряде ситуаций данная величина энергии достаточна для начала процессов диссоциации молекул. При проведении нанотехнологических процессов необходимо даже создавать дополнительные условия диссоциации молекул, размещая их в областях с повышенной плотностью электронов или повышенной напряж╦нностью сил межатомного взаимодействия.

Создание энергии активации в несколько эВ осуществляется приложением внешнего электрического поля, межатомного взаимодействия, теплового нагрева, рассеяния электронного потока и воздействия коллективных процессов. Диапазон энергий в десятые доли эВ соответствует дальнему инфракрасному диапазону.

Основными процессами в данном диапазоне являются перемещение частиц и их тепловая активация. Перемещение частиц позволяет осуществить планарную сборку вещества. Однако создаваемые структуры, вследствие невысоких энергий связи, характеризуются невысокой стабильностью.

В диапазоне энергий активации от нескольких эВ до десятка эВ (данный диапазон фактически является основным для большинства нанотехнологических процессов) имеют место разрыв и синтез органических молекул, ионизация и так далее. По величине энергии используемых квантов данный диапазон энергий соответствует оптическому. В данном диапазоне энергий возможна тр╦хмерная сборка ряда материалов с невысокой энергией связи. Создаваемые вещества характеризуются большей стабильностью (по сравнению с предыдущим методом).

В диапазоне энергий более десятка эВ основными процессами являются ионизация практически всех материалов и испарение ионов. В данном диапазоне возможна тр╦хмерная сборка высокотемпературных материалов, характеризующихся наивысшей стабильностью. Важным вопросом является соотношение энергий воздействия и энергии, необходимой для проведения данного процесса. Для проведения нанотехнологического процесса необходимо, чтобы энергия воздействия превышала пороговую энергию начала соответствующего процесса. Однако при проведении процесса с существенным превышением данных энергий разница энергий будет преобразовываться в движения, мешающие стабилизации результатов процесса. К ним относятся: разл╦т частиц, стимуляция многокаскадных процессов, включая коллективные, ухудшающие локальность воздействия.

Процессы, происходящие в результате данных методов активации, можно классифицировать по следующим основным типам.

Полевые процессы:

Поляризация атомов и молекул, приводящая к направленной ориентации, повышающая структурную упорядоченность вещества и тем самым повышающая вероятность соответствующих атомно-молекулярных процессов. В результате поляризации может образовываться состояние технологической среды, похожее на жидкокристаллическое. Стимулированная миграция атомов, молекул и наноструктур под действием градиента электрического поля. В результате стимулированной миграции возможно перемещение адсорбированных частиц на поверхности с целью формирования заданных структур. Диссоциация молекул и образование новых связей в сильных электрических полях и в областях с повышенной концентрацией электронов. В сильных электрических полях и в присутствии электродов, повышающих пространственную плотность электронов, возможна стимуляция процессов диссоциации молекул и образования новых связей. Данный метод позволяет образовывать химическиесвязи из адсорбированного вещества с подложкой, отличающиеся большей устойчивостью создаваемых наноструктур, по сравнению со структурами, удерживаемыми за сч╦т физической сорбции. Десорбция молекул и атомов с вершины зонда или соответствующего места подложки. Метод позволяет не только производить предварительную очистку вершины зонда и соответствующего места подложки, но и осаждать материалы с вершины зонда на подложку и наоборот. Ионизация атомов и молекул. Процесс значительно повышает скорость прохождения реакций. Полевая деформация поверхности зонда и подложки. Процесс является следствием ряда процессов: создания кулоновского взаимодействия, рассеяния электронов и повышения скорости миграции. Полевая эмиссия электронов и ионов. В сильных электрических полях на первом этапе возникает полевая эмиссия электронов, а при дальнейшем увеличении напряж╦нности поля до нескольких вольт на ангстрем начинается полевое испарение материала.

Кинетические процессы:

Рассеяние электронов. Процесс порождает возбуждение различных колебаний в молекуле, приводит к локальному разогреву, стимулирует поверхностную миграцию. Не всегда эффективность процесса достаточна для стимуляции нанотехнологических процессов, потому что масса электрона в тысячи раз меньше массы молекулы, на которой он рассеивается, и поэтому процесс передачи энергии происходит недостаточно эффективно. Рассеяние нейтральных частиц в большинстве процессов, стимулируемых вышеописанными методами, не используется или является вторичным эффектом. Однако в будущем, при специальном конструировании инжекторов нейтральных частиц, процесс мог бы быть более эффективным, чем процесс рассеяния электронов. Рассеяние заряженных частиц более эффективно, по сравнению с рассеянием электронов, однако реализации данного режима противодействует обычно присутствующий поток электронов и достаточно малое время перезарядки. Тепловое воздействие является наиболее эффективным способом стимулировать физико-химические процессы. Однако, несмотря на высокую скорость диссипации энергии, для обеспечения нанометровой пространственной разрешающей способности требуется осуществлять воздействия с пикосекундными длительностями.

Электромагнитные процессы:

Нерезонансные. При вводе излучения с частотой, не соответствующей пику поглощения, возможно использование процессов локализации, нагрева или охлаждения объектов, располагаемых в зазоре зонд-поверхность образца. Резонансные в одном спектральном диапазоне. Применение излучения, соответствующего пику поглощения, позволяет повысить эффективность поглощения и соответствующего разделения молекул, а также запретить образование химических связей с энергией, равной энергии кванта вводимого излучения. Резонансные в нескольких спектральных диапазонах. Введение излучения на нескольких частотах позволяет повысить эффективность управления технологическим процессом, сужая диапазон возможных разреш╦нных результатов пут╦м увеличения числа запрещ╦нных. Спектрально синхронизованные. Прохождение во времени нанотехнологических процессов сопровождается сложным изменением во времени энергетических связей. При синхронизированной во времени накачке, амплитудной, частотной и фазовой модуляции возможно более эффективное управление ходом атомно-молекулярных процессов. Пространственно-когерентные. Прохождение нанотехнологического процесса сопровождается изменением пространственного положения атомов и молекул. Введение излучения не только по времени, но и в пространстве когерентного с пространственным преобразованием положения атомов и молекул позволит обеспечить самое оптимальное управление ходом нанотехнологических процессов. Межатомные взаимодействия. Потенциально данный вид взаимодействий является наиболее эффективным по величине энергий, по соотношению масс и так далее. Однако использование его требует создания специальных конструкций, изготовление которых,в свою очередь,также требует использования нанотехнологий. В дальнейшем возможно создание специализированных конструкций типа нанотрубок - транспорт╦ров атомов,в которых будут происходить несколько процессов - транспортировка, активация и так далее.

Перечень классифицированных физических эффектов, используемых в нанотехнологических процессах, привед╦н на рис. 2. Соотношения между различными типами нанотехнологических процессов и их характеристиками приведены на рис. 3.

Рисунок 2. Перечень классифицированных физических эффектов, используемых в нанотехнологических процессах

Рисунок 3. Типы нанотехнологических процессов

Методы активации нанотехнологических процессов определяются в основном техническими возможностями нанотехнологических установок. К основным из них относятся создание между вершиной зонда и образцом:

разности электрических потенциалов; механического воздействия; теплового воздействия (создание градиента температуры); оптического воздействия; ультразвукового воздействия; электромагнитного воздействия.

В зависимости от технологического режима, возможна также комбинация воздействий (в различных амплитудных и временных пропорциях).

При проведении конкретных процессов не всегда уда╦тся использовать только один из физических эффектов. Реально используется их совокупность.

В настоящее время нанотехнология находится в начале развития, и поэтому ещ╦ рано утверждать, что найдены самые оптимальные сочетания физических эффектов, используемые для проведения нанотехнологических процессов. Однако некоторые из сочетаний уже сейчас можно анализировать и использовать.

Нанотехнологические воздействия

В зависимости от уровня сложности и соответствующих технических возможностей нанотехнологических установок, в настоящее время применяются, а также могут быть использованы следующие нанотехнологические воздействия.

Полевое воздействие

Полевое воздействие является самым простым и поэтому самым распростран╦нным. В результате полевого воздействия получены экспериментальные результаты по перемещению атомов и молекул, локальному электрохимическому травлению и осаждению из газовой и жидкой фаз. Основным недостатком метода являются технические проблемы активации нанотехнологических процессов при использовании изолирующих подложек.

Следует отметить, что для создания наноэлектронных элементов можно воспользоваться тем обстоятельством, что все элементы имеют электрическое подключение в конечном сч╦те к внешним электродам. Поэтому, формируя проводящие элементы от данных электродов, располагаемых на изолирующей подложке, возможно создание наноэлектронных функциональных элементов. Другой способ преодоления существующего недостатка заключается в использовании нескольких зондов. При этом возможно пространственное разделение областей активации и области осаждения продуктов реакции. Данный способ проведения нанотехнологических процессов открывает возможность осуществлять их на подложках с любым типом проводимости.

Дальнейшее развитие многозондового метода проведения нанотехнологических процессов заключается в реализации мажоритарного способа активации, то есть заключающегося в инжекции носителей зарядов из нескольких зондов в один. При этом у данного зонда локально возрастает температура и тем самым повышается вероятность проведения локальной физико-химической реакции. Направленность процесса обеспечивается приложением напряжения между зондами соответствующей полярности.

Термополевое воздействие

Термополевое воздействие является сочетанием создания разницы температур между вершиной зонда и подложкой [5]. Модификацией данного метода является приложение дополнительного напряжения между вершиной зонда и подложкой (если подложка проводящая). Достоинством метода термополевой десорбции является возможность осаждения материалов любых типов с атомарной разрешающей способностью. Отличие метода заключается в необходимости достижения достаточно высоких температур и создания соответствующих градиентов.

Оптическое воздействие

Достоинствами метода являются:

возможность резонансного поглощения излучения, приводящего к диссоциации молекулы; высокая степень локализации атомов и молекул в узле напряж╦нности электромагнитного поля; возможность работы с материалами подложки любых типов, включая диэлектрические.

Экспериментальные результаты использования этих процессов и воздействий при формировании наноразмерных объектов будут изложены в следующей статье.

Литература

Интернет: Ананян М.А., Косяков А.Н., Киселев М.В., Котенков А.Г., Лускинович П.Н., Объедков О.В., Шавыкин А.Е., Филипов В.В. Нанотехнологический комплекс НК-100-1В. Сборник докладов 5-й Всеросийскойконференции "Нейрокомпьютеры и их применение". 1999. С. 342√345. Гамов Г.А. Теория вылета альфа частиц из ядра. 1928. Лускинович П.Н. Нанотехнологические процессы и комплексы для наноэлектронных схем. 5 Всероссийская конференция по нейрокомпьютерам. 1999. с. 353. Владимиров Г.Г., Лускинович П.Н., Никишин В.И. О возможности направленной термической десорбции частиц с острия. Микроэлектроника. 1989. Т. 18.вып. 5. С. 464√468.







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2018 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.