Формирование электронных нанообъектов на основе модифицированных углеродных структур
Диссертация
Целью диссертационной работы является разработка моделей формирования электронных нанообъектов на основе модифицированных углеродных структур и создание на их основе технологий осаждения сверхтонких диэлектрических алмазоподобных пленок в вакууме из газовой фазы на металлизированную поверхность подложек и получения стабильных, механически прочных электропроводных объектов нанометрового диапазона… Читать ещё >
Содержание
- ВВЕДЕНИЕ
- 1. ОБЗОРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ НАНООБЪЕКТОВ В ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУРАХ
- 1. 1. Основная задача и состояние работ в области формирования электронных нанообъектов на основе модифицированных структур
- 1. 2. Физические аспекты формирования наноструктур
- 1. 3. Технологические особенности получения тонких алмазоподобных пленок
- 1. 4. Формирование электронных нанообъектов фрактального типа
- Постановка задачи исследований
- 2. ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ НАНООБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР.,
- 2. 1. Термодинамика образования зародышей наноструктур
- 2. 2. Термодинамика поверхностных наноструктур
- 2. 3. Корпускулярно-волновые аспекты полевого взаимодействия в кристаллах
- 2. 4. Способы получения атомарно чистой поверхности и оценка скорости адсорбции
- 2. 5. Распределение наночастиц по возможным энергетическим состояниям статистика Максвелла-Больцмана и распределение Ферми-Дирака)
- Выводы по главе 2
- 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ НАНООБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР
- 3. 1. Экспериментальное оборудование и методика формирования нанообъектов
- 3. 2. Результаты экспериментальных исследований
- 3. 3. Сравнительный анализ полученных результатов
- Выводы по главе 3
- 4. РАЗРАБОТКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ НАНООБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР
- 4. 1. Технологическое устройство для наноперемещения изделий
- 4. 2. Устройство для регистрации отклонения острия зонда
- 4. 3. Устройство перемещения для нанотехнологий
- 4. 4. Устройство для получения наноструктур на подложке
- Выводы по главе 4
Список литературы
- Ю.И.Головин. Введение в нанотехнологию. М.: «Издательство Машиностроение 1″. 2003. 112 с.
- Валиев К.А. Физика субмикронной литографии. М.: Наука, 1990.
- К.А.Валиев, А. А. Орликовский. От микро и наноэлектроники к твердотельным квантовым компьютерам. Успехи современной радиоэлектроники, № 5−6, 2004, стр. 106−117.
- Chou S.Y., P.P.Krauss and PJ.Renstrom. 1996. Inprint lithography with 25-nanometer resolution. Science 272: 85.
- Chou S.Y., P.P.Krauss, W. Zhang, L. Guo and L. Zhuang. 1997. Sub-10 nm inprint lithography and applications. Invited, J.Vac. Sci. Technol. B 15(6): 2897.
- Chou S.Y. and L. Zhuang. 1999. Lithographically induced self-assembly of periodic polymer micropillar arrays. J.Vac. Sci. Technol. B 17(6): 31 973 202.
- Лускинович П.Н., Ананян M.A., Дадан E.B., Кузькин В. И. и др. Нанотехнологические процессы и установки. Труды научного семинара „Математическое моделирование нанотехнологических процессов и наноструктур“, 2001, вып.1, с. 30−47.
- Feynman R. There’s plenty of room at the bottom: an invitation to enter a new field of physics. Eng. Sci. 23, 22 (1960).
- Taniguchi N. On the basic concept of nanotechnology. Proc. Int. Conf. Prog. Eng. Part II. Tokyo: Jap. Soc. of Prec. Eng., 1974.
- Eigler D.M., Schweizer E.K. Positioning single atoms with a scanning tunneling microscope. Nature (1990) v.344, No. Pt. p.524−526.
- Drexler K.E. Molecular engineering: an approach to the development of general capabilities for molecular manipulation. Proc. Natnl. Acad. Sci. USA 78, 5275(1981).
- New Scientist 1992, 133 (1811), pp. 42−46.
- Richter S., Cachen D., Cohen S.R., Gartsman K., Lyakhovistskaya V., Nanassen V. // Appl. Phys. Lett. 1998. V 73. P. 1868.
- Miller R.E., Shenoy V.B. // Nanotechnology. 2000. V. 11. № 3. P. 139 147
- Dryakhlushin V.F., Klimov A.Yu., Rogov V.V., ShashkinV.I., SuchodoevL.V., Volgunov D.G., Vostokov N.V. // Nanotechnology. 2000. V. 11. № 3. P. 188−191.
- Коммерсантъ, понедельник 2 февраля 2004 № 17/п.19. „National Nanotechnology Initiative: Leading to the Next Industrial Revolution“, Internal government report, supplement to the President’s FY 2001 Budget, February 2000.20. http://www.zwex.com/nanotech
- Гусев А.И., Ремпель А. А. Нанокристаллические материалы. M.: Физматлит, 2000.
- Ормонт Б.Ф., Введение в физическую химию и кристаллохимию-полупроводников. Издание второе, переработанное и дополненное. М- Высшая школа. 1973. стр. 389.
- Петров Ю.И. Кластеры и малые частицы. М.: Наука. 1986.
- Abraham F.F. CRC Crit. Revs Solid State and Mater. Sci., 1981, May, 169.
- Wunderlich W., Ishida Y., Maurer R. Scripta Metall. Mater. 1990, 24, No. 2, P. 403.
- Thomas G.J., Siegel R.W., Eastmen J.A. Scripta Metall. Mater. 1990, 24, No. 1, P. 201.
- Mutschele Т., Kirchheim R. Scripta Met. 1987, 21, No. 2, P. 135.
- Sleptsov V.V., Elinson V.M., Baranov A.M., Tereshin S.A. Optical and Electrical properties of quantum-dimensional Multilayer Structures Based on Carbon Films. Wide Band Gap Electronic Materials NATO ASI Series. 3 High Technology, 1995,1, P. 257−264.
- Polyakov V.I., Perov P.I., Ermakov M.G., Ermakova O.N., Sleptsov V.V., Elinson V.M. Thin Solid Films, 1992,212, P. 226−231.
- Баранов A.M., Елинсон В. М., Кондратов П. Е., Слепцов В. В. » Влияние толщины пленок а-С на механизм переноса носителей заряда". Письма в ЖТФ, 1989,16(3), С. 36−39.
- Sleptsov V.V., Kyzin А.А., Baranov A.M., Elinson V.M. Optical absortion in a-C:H multilayer periodic structures, Diamond and Related Materials, 1992,1, P. 570−571.
- Sleptsov V.V., Kyzin A.A., Baranov A.M., Elinson V.M. Electrical and optical properties of carbon films. In Book «Physics and Technology of Diamond Materials», Poland Publishers, Moscow, 1994, p.80−87.
- Meng F., Schlup J.R., Fan L.T. Chem Mater., 1997, 9,2459
- Смирнов Б.М. Физика фрактальных кластеров. М.: Наука, 1991.- Усп. физ. наук, 1991. 161. N6. 141- 1993. 163. N7. 51.
- Hou J.G., Wu Z.Q. Phys. Rev., В., 1990,42,3271
- Dan Nir, Intrinsic stress in diamond-like carbon films and its dependens on deposition parameters. Thin Solid Films, 1987,146, P. 27−43.
- Rossi E., Andre B. Low-temperature synthesis of diamond films in termoassisted RF-plasma CVD. Japaness J. Appl. Phys., 1992, 31(3), C. 872−879.
- Johnson A.L., Joyce S.A., Madey Т.Е., Electron-stimulated-deposition ion angular distributions of negative ions. Phys. Rev. Let., 1988, 61(22), C. 2578−2581.
- Grolub N.A., Pavelyev V.S. Optics and Laser Technology, 1995, 27(7), C. 223−228.
- Регель B.P. и др. Кинетическая природа прочности твердых тел. М., «Наука», 1974, стр. 110.
- Vossmeyer Т., Katsikas L., Giersig М., Popovic I., J. Chem. Phys., 1994, 98, P.7665—7673.
- Чвалун C.H. Полимерные нанокомпозиты. Природа, 2000, № 7
- Баранов A.M., Елинсон В. М., Кондратов П. Е., Слепцов В. В. Влияние толщины пленок а-С на механизм переноса носителей заряда. Письма в ЖТФ, 1990,16, в. З, С. 36−39. '
- Ivanovsky G.F., Sleptsov V.V., Elinson V.M., Baranov A.M., Kuzin A.A., Kondrashov P.E. Properties of diamond-like films forced by ion-assisted methods for multiplayer structures. Surface and coating Technology, 1991,48, P. 189−191.
- Ю.В. Плесков, «Электрохимия алмаза». УРСС. Москва, 2003.
- Леонард М. Сандер, Фрактальный рост, пер. с англ., В мире науки, 1987, т. З, с. 62.
- Львов Г. А. Фрактальные среды. СПб.: Изд-во СП6ГТУ, 2001. 24 с.
- B.B.Mandelbrot, The Fractal Geometry of nature. San Francisco: Freeman 1982.55. http ://www. ghcube. com/ fractal s/
- Бондаренко В.А., Дольников В. Л. Фрактальное сжатие изображений по Барнсли-Слоану. Автоматика и телемеханика.-1994.-N5.-с. 12−20.
- Витолин Д. Применение фракталов в машинной графике. Computerworld-Россия.-1995.-N15 .-с. 11.
- А.И. Вейник. Техническая термодинамика и основы теплопередачи. Изд-во «Металлургия», М. 1965.
- Дж. Блёйкмор. Физика твердого тела. Пер. с англ. под ред. д.ф.-м'.н., проф. Д. Г. Андрианова и д.ф.-м.н., проф. В. И. Фистуля. М., Мир, 1988.
- Карлслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука. 1964.-488 с
- Worthing A.G. Atomic heats of tungsten and of carbon at incandescent temperatures. // Phys. Rev. 1918. Vol.12, p. 199−225.
- Wallace D.C., Sidles P.H. and Danielson G.C. Specific heat of high purity iron by a pulse heating method. // J. Appl. Phys. 1960. Vol. 31. P. 168 -176.
- Rasor N.S., Mc Clelland J.D. Thermal properties of graphite, molybdenum and tantalum to their destruction temperatures. // J. Phys Chem. Sol. 1960. Vol. 15.P.17.
- Parker R. Rapid phase transformations in titanium induced by pulse heating. // Trans. Met. Soc. AIME. 1965. Vol. 233. P. 1545 1549.
- Дихтер И.Я., Лебедев С. В. Теплоёмкость вольфрама вблизи точки плавления. // ТВТ. 1970. т.8. № 1. с. 55 58.
- Corbino О.М. // Phys. Z. 1910. Vol. l 1. р. 413 -417.
- Phys. Z. 1912. Vol.13, p. 375 379.
- Kraftmakher Ya.A. The modulation method for measuring specific heat. // High Temp. High Press. 1973. Vol.5, p.433 454.
- Филиппов Л.П. Измерение тепловых свойств твердых и жидких металлов при высоких температурах. М.: Изд-во МГУ, 1967. — 325 с.
- Gaehr P.F. The specific heat of tungsten at incandescent temperatures. // Phys. Rev. 1918. Vol.12, p.390 423.
- Якункин M.M. Исследование теплоемкости вольфрама методом периодического импульсного нагрева. // ТВТ. 1983. Т.21, № 6, c. l 115 -1121.
- Вейко В.П. Лазерная обработка пленочных элементов. Л.: Машиностроение, 1975. — 290 с.
- Реди Дж. Промышленное применение лазеров. М.: Мир, 1981. — 604 с.
- Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов. М.: Мир, 1986. -504 с.
- Веденеев J1.A., Гладун Г. Т. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М.: Энергоатомиздат, 1985. — 208 с.
- Углов А.Л., Селищев С. В. Автоколебательные процессы при воздействиии концентрированных потоков энергии. М.: Наука, 1987.-149 с.
- Compendium thermophysical property measure method. N.Y. — L. 1984. -789 p.
- Гусев В.Э., Карабутов А. А. Лазерная оптоакустика. M.: Наука, 1991. -304 с.
- Филиппов Л.П. Исследование теплопроводности жидкостей. М.: Изд-во МГУ, 1970 — 230 с.
- Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. — 599 с.
- Глытенко А.Л., Любов Б. Я. Импульсно-периодический нагрев металлов. // ИФЖ. 1987. Т.53, № 4. С. 642 648.
- Рыкалин Н.И., Углов А. А., Макаров И. И. Об оценке влияния частоты следования пичков в лазерном импульсе на нагрев металлических листов.//ДАН. 1967. т. 174. № 5. С. 1068−1071.
- Диткин В.А., Прудников А. П. Операционное исчисление. М.: Высшая школа, 1975. — 407 с.
- Агое К., Вацек И. Вольфрам и молибден. М. — Л.: Энергия, 1964. — 456 с.
- Jaeger J.C. Pulsed surfaces heating of a semi-infinite solid. // Quart. Appl. Mathematics. 1953. Vol. XI. № 1. P. 132 137.
- Ч.Киттель. Квантовая теория твердых тел. (пер. с англ. А.А.Гусева) М. Наука, 1967. 492 стр.
- Савельев И.В. Курс физики: Учеб.: В 3-х т. Т.1: Механика. Молекулярная физика.- М.: Наука, 1989.- 352 с.
- Фельдман Л., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок.- М.: Мир, 1989.- 564 с
- Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах. Изд. 2 — перераб. и доп. — М.: Мир, 1982. — 368 е., ил.
- Hindlei N.K., Journal of non-cryst. Solids, v.5, № 17, p. 31 (1970).
- Thornber K.K., Feynmann R.P., Phys. Rev., В 1, p. 4099 (1970).
- Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности.- М.: Мир, 1989.- 564 с.
- Шульман А.Р., Фридрихов С. А. Вторично-эмиссионные методы исследования твердого тела.- М.: Наука, 1977.- 551 с.
- П.Н.Лускинович, В. Д. Фролов, А. Е. Шавыкин, В. Д. Хаврюченко, Е. Ф. Шека, Е. А. Никитина. Формирование наноразмерных структур на пленке а-СН в присутствии адсорбата. // Письма в ЖЭТФ, 1995. т.62, вып.11, стр. 868−872.
- J.Robertson, Advanced Physics, v.35, р.317 (1986).
- E.F.Sheka, V.D.Khavryutchenko and V.a.Zayetz, Phys. Low-Dim. Struct. 2/3,59(1995).
- Bou Pi, Vandenbulcke L. // J. Electrochem. Soc. 1991. v.138. p.2991−2994.
- Hashimoto K., Muraki Y., Baba R., Fujishima A. // J. Electro anal. Chem. 1995. v.397. p.339−341.
- Неволин B.K. Физические основы туннельно-зондовой нанотехнологии. // Электронная промышленность, 1993. № 10. с.8−15.
- V.D. Frolov et al. JETP Letters 62 (11) (1995) 881−886.
- V.D. Frolov, A.V. Karabutov, V.I. Konov, S.M. Pimenov, A.M. Prokhorov: J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 32,1999, pp. 815−819.
- Корняков Н.В., Левин В. Л. Макаров Е.Б., Мордвинцев В. Н. СТМ в микролитографии. // Электронная техника, Сер. З, Микроэлектроника, — 1991. В.1(140).с.З-7.
- Mc.Cord М.А., Kern D.P., Chang Т.Н.Р. Direct writing of submicron metallic features with STM. // J. Vac. Sci. Technol. B. 1988. v.6, № 6, p.1877−1880.
- Echrich E.E., DeLozanne A.L. Etching of Silicon (111) with a STM. // J. Appl. Phys. 1991. v.69, № 5, p. 2970−2974.
- Неволин В.К. Нанотехнология в газовых средах с помощью туннельного микроскопа. // Электронная техника, Сер.З. Микроэлектроника. 1990. Вып.1. с.27−29.
- Неволин В.К. Пластическая нанодеформация образцов в туннельном микроскопе. //Письма в ЖТФ. 1988. т.14, вып.16. с. 1458−1460.
- Ryzhikov I.A., Kuzkin V.I., Maklakov S.A., Obukhov I.A., The shade effect of STM stimulated local deposition of the organic nano-objects // Proc. Nano-4, Abstract. Beijing, p. l 11 (1996).
- Столяров B.B., Кузькин В. И. Квантовые точки как компоненты наноприборов. Сборник научных трудов МИФИ, т.4,2002, с. 186−187.
- Зилова О. С. Столяров В.В., Кузькин В. И. Особенности спектроскопических измерений в сканирующей туннельной микроскопии. Сборник научных трудов МИФИ, т.4,2002, с.184−185.
- Kuzkin V.I., V.D.Frolov. Painting of nanoobjects on the a-C:H film surface by means of STM-nanolithography. INTERNATIONAL WORKSHOP ON MICROROBOT, MICROMASHINES &
- MICROSYSTEMS, IARP 2003, Proceed. Moscow, Russia, April 2003, p. 387.
- Малиновский В.П., Алексенко А. Г., Кузькин В. И. и др. Экспериментальное освоение промышленной нанотехнологической установки. Сборник научных трудов МИФИ, т.4,2001, с. 115−116.
- M.A.Ananian, A.G.Aleksenko, Kuzkin V.I., P.N.Luskinovich, L.N.Patrikeev, V.V.Stoliarov. Nanotechnological device for creating and exploring quantum structures. 10th INTERNATIONAL LASER PHYSICS WORKSHOPLPHYS Ol Moscow, July 3−7, 2001, p. 523−524.