Созданы полевые транзисторы на углеродных нанотрубках с использованием новой литографической методики

Учёные из Гарвардского университета продемонстрировали возможности оригинальной методики литографии с применением льда, создав полевые транзисторы на углеродных нанотрубках.

Первое сообщение о «ледовой литографии» авторы опубликовали в 2005 году. В этих экспериментах водяной лёд использовался в качестве резиста при формировании рисунка с элементами нанометрового размера — к примеру, металлическими проводниками шириной менее 20 нм. Исследователи отмечали простоту технологии и то, что «непроявленный» резист такого типа, в отличие от полимерных конкурентов, легко удаляется, не оставляя после себя загрязняющих веществ.

Нанометровый слой загрязнителя может скрывать однослойный графен (полностью) или углеродные нанотрубки (частично), — замечает ведущий автор работы Аньпань Хань (Anpan Han). — Ранее было показано, что загрязнение сильно влияет на характеристики наноразмерных устройств. Надеюсь, наша методика поможет справиться с этой проблемой».

Целью новой работы стало изготовление полевых транзисторов на однослойных углеродных нанотрубках.

Подготовленные заранее образцы — покрытые слоем SiO2 кремниевые подложки с нанотрубками — помещались в камеру несколько модифицированного сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) и охлаждались до ~110 К. Затем туда подавался пар, и примерно за 30 секунд заготовки покрывались слоем льда толщиной в 80 нм, после чего физики изучали расположение нанотрубок.

Далеко не все знают о том, что исследование под электронным микроскопом отрицательно сказывается на нанотрубках, — говорит г-н Хань. — Для того чтобы избежать повреждений и загрязнения, специалисты часто заменяют электронный микроскоп атомно-силовым, который работает намного медленнее. Защитный слой льда позволяет нам использовать СЭМ, не беспокоясь за сохранность нанотрубок».

pixel_art.jpg Рис. 1. Схема процесса «ледовой литографии» (иллюстрация из журнала Nano Letters).

После завершения подготовительных операций выбранные участки льда удалялись с помощью электронного пучка, формировавшего маску для создания электродов. Образец переносился в камеру для осаждения металла, покрывался слоем палладия и погружался в изопропанол, температура которого поддерживалась на уровне комнатной. В результате этого плёнка палладия удалялась со слоя льда, а на тех участках, которые были свободны ото льда, металлическое покрытие сохранялось.

Высокое качество изготовленных таким способом транзисторов было подтверждено экспериментально. В ближайшем будущем авторы попробуют создать другие устройства на основе нанотрубок и графена.

Результаты исследований опубликованв в статье:

Anpan Han, Dimitar Vlassarev, Jenny Wang, Jene A. Golovchenko and Daniel Branton Ice Lithography for Nanodevices. – Nano Lett., Article ASAP DOI: 10.1021/nl1032815 Publication Date (Web): November 1, 2010.

По материалам:

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.4 (10 votes)
Источник(и):

1. New Scientist