2.6 纳米器件工艺概论_第1页
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文档简介

1、2.6 纳米器件工艺概论,在纳米器件领域内采用的主要加工技术是激光、x线、离子束和电子束等技术。,A. 三束离子,电子束曝光技术：扫描电子束的直径可达5nm (通过提高电子显微镜的加速能量来实现)；曝光分辨率在采用有机感光胶 时可达10nm, 这已经实用化了。如果采用无机感光胶和STEM系统, 曝光分辨率甚至可以达到1nm。 离子束曝光技术：聚焦离子束的直径可达8nm；曝光分辨率可达8nm 。 利用STM：细小探针可实现对原子、分子的直接操纵, 可改造和控制表面；分辩率可达到0.1nm (横向) 和0.01nm (纵向)。虽然该技术对器件的制造无太大的实用价值, 但是对人工表面的研究, 对新现

2、象、新器件的研究, 具有重要的意义。,B.采用电子束曝光或电子束刻蚀技术来制作量子结构,KOH对Si具有较好的各向异性腐蚀性质： 当Si是(110)面时, 对方向的线条, 可得到垂直的断面。 当Si是(100)面时, 可腐蚀出台形的断面。,C.采用聚焦离子束（FIB）加工技术来制作量子结构,D.采用扫描隧道显微镜 (STM) 技术来制作量子结构,应用探针一个一个地提起物理吸附在表面上的原子 (通过原子之间力的作用)。 应用探针 (其上加有脉冲电压) 一个一个地拔取表面层的原子 (基于电场蒸发原理)。 应用探针 (加有脉冲电压) 一个一个地去掉化学吸附在表面上的原子 (基于隧穿电子引起化学反应的

3、腐蚀作用)。,STM单原子操纵和纳米加工技术,STM的针尖可以成像，可以操纵表面上的原子或分子。 （1）针尖下移，使针尖顶部的原子和表面上的原子的“电子云”重叠，有的电子为双方共享，就会产生一种与化学键相似的力，以操纵表面上的原子。 （2）针尖和表面之间加上一定的能量，如电场蒸发，电流激励，光子激励等能量方式来有效地操纵表面原子。,STM原子操纵与蚀刻,硅111面77原子重构象,STM技术与其他技术结合起来而实现纳米结构,H2O作为电解质，利用阳极氧化技术， STM探针把Ti膜氧化成TiOx，可作出10nm宽的TiOx线。TiOx具有较小于TiO2的，较小 （减小电容）。,第二章 作业 1.久保理论包含的内容是什么？为什么在低温下，热的涨落很难改变纳米微粒的电中性？ 2.纳米金属微粒由导体转变为绝缘体的条件是什么？ 3.试比较纳米微粒的量子尺寸效应和小尺寸效应。 4.什么是库仑堵塞效应？观察到库仑堵塞和量子隧穿的条件是什么？为什么隧道结的等效电阻R必须大于量子电阻(26k)? 5.什么是宏观量子隧穿效应?试举例说明。 6.画出单隧道结堵塞与隧穿的I-V曲线、I-t曲线和V-t曲线，标出堵

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