Prinssi tekniikkaa

Prince-teknologia  on menetelmä kolmiulotteisten mikro- ja nanorakenteiden muodostamiseksi, joka perustuu jännitettyjen puolijohdekalvojen erottamiseen substraatista ja niiden myöhemmäksi taittamisesta tilaobjektiksi. Tekniikka on nimetty tutkijan mukaan, joka työskenteli Venäjän tiedeakatemian Siperian sivuliikkeen puolijohdefysiikan instituutissa Viktor Yakovlevich Prince , joka ehdotti tätä menetelmää vuonna 1995 [1] [2] .

Perusteet

Yksinkertaisimmassa versiossa kolmiulotteisten rakenteiden muodostamismahdollisuuden osoittamiseksi käytimme jännityneitä kaksikerroksisia kalvoja (GaAs / InGaAs, jossa GaAs on ulompi kerros), jotka oli kasvatettu galliumarsenidi (GaAs) -substraatilla (jossa on uhrautuva AlAs-kerros). ), kasvatettu molekyylisuihkuepitaksimenetelmällä . Ohut kalvo (useita yksikerroksisia kerroksia) rasituu, koska InGaAs-ternäärisen yhdisteen jännittämättömän kerroksen hilavakio on suurempi kuin GaAs:n (täten kasvun aikana saadaan puristettu InGaAs-kerros) ja substraatista erotettuna se pyrkii suoriutumaan, mikä luo vääntömomentin ja johtaa lopulta kalvon taittumiseen. Bifilmin erottamiseen käytetään selektiivistä (jolle eri aineiden syövytysnopeudet vaihtelevat suuresti) nestemäistä etsausainetta ( HF -vesiliuosta ), joka poistaa AlAs-uhrikerroksen vaikuttamatta muihin yhdisteisiin [3] . Taitettaessa saadaan rulla (tai putki), joka voi koostua useista kymmenistä kierroksista. Käytettäessä GaAs/InAs-tyyppisten aineiden yksikerroksia (hilavakioiden epäsopivuus saavuttaa 7 %), on mahdollista saada halkaisijaltaan jopa 2 nm:n puolijohdenanoputkia [3] , joita, toisin kuin hiilinanoputkia , voidaan muodostaa tietyissä paikoissa alustalla ja tietyillä halkaisijoilla käyttäen litografioita . Näillä irtonaisilla kaksikerroksisilla kalvoilla, jotka koostuvat kahdesta eri materiaalien atomikerroksesta, on täydellinen atomirakenne, joka on luonnostaan ​​tasaiselle kalvolle alustan pinnalla.

Sovellukset

Menetelmä on melko joustava ja sitä voidaan soveltaa useisiin järjestelmiin. Esimerkiksi Si/SiGe-kalvot Si-substraatilla voivat toimia myös jännitettynä järjestelmänä. Tässä käytetään toista etsausainetta: NH 4 OH :n vesiliuosta , joka syövyttää piitä (pii-uhrikerroksen ja substraatin välissä käytetään myös pysäytyskerrosta, joka syövyttää huonosti boorilla seostettua piitä ) [ 4] . Si/SiGe-kalvot osoittautuivat käteviksi sellaisten putkien (neulojen) tekemiseen, joiden reunat työntyvät substraatin reunan ulkopuolelle [5] . Käyttämällä AlGaAs/GaAs/AlGaAs/InGaAs-pohjaisia ​​kalvoja on mahdollista muodostaa kvanttikuippa elektroneille ja saada kaksiulotteinen elektronikaasu (2DEG) GaAs-kerroksessa taittamalla heterorakenne putkeen. Tässä on tarpeen muuttaa tekniikkaa ja käyttää jännitettyjen heterorakenteiden suunnattua taittoa [6] .

Tutkimus

Jos 2DEG sijoitetaan ulkoiseen tasaiseen magneettikenttään, niin koska elektronien liikettä kalvon poikki rajoittavat viereiset kerrokset (AlGaAs), joiden kaistaväli on suurempi kuin GaAs:n, elektronit liikkuvat vain normaalikomponentin vaikutuksesta. magneettikentästä kalvon pintaan. Siten syntyy tehokas epähomogeeninen magneettikenttä, joka voi johtaa magnetoresistenssin anisotropiaan (resistanssi riippuu magneettikentän suunnasta) [7] , joka liittyy ns. staattiseen ihoefektiin , joka johtuu magneettikentän epähomogeenisuudesta. [8] .

Muistiinpanot

1. ↑ Sormi Volume 13, no. 15/16 (2006) (linkki ei saatavilla) . Haettu 8. heinäkuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 30. syyskuuta 2007. (määrätön) 
2. ↑ Prinssi V. Ya. et. al. Nanomittakaavan suunnittelu käyttäen hallittavaa ultraohuiden halkeamien muodostumista heterorakenteissa Microelectronic Engineering 30 , 439 (1996) doi : 10.1016/0167-9317(95)00282-0
3. ↑ 1 2 Prinz V. Ya. et ai ., Vapaasti seisovat ja umpeen kasvaneet InGaAs/GaAs-nanoputket, nanoheliksit ja niiden ryhmät Physica E6 , 828 (2000) doi : 10.1016/ S1386-9477 (99)00249-0 .
4. ↑ Zhang L. et ai. , Vapaasti seisovat Si/SiGe-mikro- ja nano-objektit Physica E 23 , 280 (2004) doi : 10.1016/j.physe.2003.12.131 .
5. ↑ Golod SV et. al ., Suuntavalssausmenetelmä jännitteisille SiGe/Si-kalvoille ja sen soveltaminen onttojen neulojen valmistukseen Thin Solid Films 489 , 169 (2005) doi : 10.1016/j.tsf.2005.05.013 .
6. ↑ Vorob'ev AB et ai ., Jännitettyjen heterofilmien suuntarullaus Semicond. sci. Technol. 17 614 (2002) doi : 10.1088/0268-1242/17/6/319 .
7. ↑ Vorob'ev AB et. al. Pituussuuntaisen magnetoresistenssin jättimäinen epäsymmetria erittäin liikkuvassa kaksiulotteisessa elektronikaasussa lieriömäisellä pinnalla Fys. Rev. B 75 , 205309 (2007) doi : 10.1103/PhysRevB.75.205309 Preprint
8. ↑ Chaplik A. JETP Lett. 72 , 503 (2000).

Kirjallisuus

• Dragunov V. P., Neizvestny I. G., Gridchin V. A. Nanoelektroniikan perusteet. - 2. painos - Logos, 2006. - S. 494. - ISBN 5-09-5-98704-054-X.

Linkit

• Galina Kazarina Atom kiireellinen "Expert Siberia" nro 22 (164). Haettu 9. heinäkuuta 2007 .
• Yu. Aleksandrova Elämme aikaa, jolloin tieteelliset fantasiat ovat muuttumassa todeksi… ”Science in Siperia” nro 47 (2582). Haettu 9. heinäkuuta 2007 .