Баллистические планарные структуры из монокристаллического вольфрама

• Автор: Черных, Анатолий Васильевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 124 с. : ил

Оглавление,
Введение.
Глава 1. Баллистический электронный транспорт и пленки, необходимые для создания баллистических металлических структур.

1.1. Электропроводность тонких пленок металлов.

1.1.1. Размерный эффект.

1.1.2. Температурная зависимость сопротивления.

1.2. Баллистический электронный транспорт в низкоразмерных структурах.

1.3. Получение и свойства монокристаллических пленок.

1.3.1. Особенности эпитаксиального роста.

1.3.2. Эпитаксия пленок тугоплавких ОЦКметаллов.

1.3.3. Эпитаксия буферных слоев М01.

1.3.4. Метод импульсного лазерного осаждения ИЛО.
Глава 2. Технологические и экспериментальные методы.
2.1. Выращивание эпитаксиальных пленок XV и методом ИЛО.
2.2. Методы исследования структуры и морфологии пленок.
2.3. Методика измерений вольтамперных характеристик пленок и наноструктур.
2.4. Изготовление планарных монокристаллических структур с минимальными размерами 0 нм.
2.5. Развитие зондовой литография для создания монокристаллических наноструктур с размерами 0 нм.
Глава 3. Оптимизация условий роста монокристаллических пленок XV на гплоскости сапфира и исследование их свойств.
3.1. Оптимизация условий роста.
3.2. Размерная зависимость проводимости пленок от толщины.
3.3. Влияние латеральных размеров структур на ДСП электронов.
Глава 4. Оптимизация условий роста гетероструктур V на сапфире и арсениде галлия и исследование их свойств.
4.1. Гетероструктуры на гплоскости сапфира.
4.2. Г етероструктуры на поверхности ОаА1.
Глава 5. Исследования температурной зависимости проводимости планарных наноструктур из монокристаллического У1.
5.1 Баллистический ЭТ в У1 наноструктурах.
5.2. Зависимость баллистического эффекта от ДСП электронов.
Заключение.
Литература


ДСП электронов на r-плоскости сапфира и на подложке GaAs(1) с буферным слоем MgO(1). Исследован эпитаксиальный рост тонких диэлектрических слоев MgO(OOl) на поверхности W(1), обнаружены режимы двумерного роста. Определены оптимальные условия роста MgO в гетероструктурах W-MgO-W для достижения максимальной ДСП электронов в слоях W(l). Разработана методика изготовления наноструктур из монокристаллических пленок W и Та с применением зондовой литографии с латеральными размерами элементов - 0 нм. Показано, что танталовые мостики толщиной 3. Определены условия выращивания методом импульсного лазерного осаждения в сверхвысоком вакууме на поверхностях АЬОз(Т 2) и №^0(1) тонких ( - 0 нм) эпитаксиальных монокристаллических пленок У(1), имеющих совершенную кристаллическую структуру, малую, менее 0. Разработанная методика реактивного, в атмосфере молекулярного кислорода, эпитаксиального выращивания диэлектрических пленок М§0(1) на поверхности У(1) и СаАз(1) позволяет в рамках метода импульсного лазерного осаждеїшя получать гетероструктуры: У(1)/М§0(1)Щ1) и У(1)/М§()(1 )/СаА5(1). Разработанная методика зондовой литографии, включающая контроль вольт-амперных характерисгик создаваемых нанос іруктур, позволяет изготавливать из сверхтонких (2- нм) монокристаллических пленок У и Та наноструктуры с минимальными размерами - 0 нм. Показана возможность создания баллистических нанострук-тур из монокристаллических пленок W(1) на диэлектрических подложках АЬОз () и М§0(1). Созданы баллистические вольфрамовые наноструктуры на практически значимых полупроводниковых подложках СаА$(1). Разработанная методика изготовления планарных структур из монокристаллических пленок тугоплавких металлов вольфрама и тантала на диэлектрических и полупроводниковых подложках может быть использована в приборах микро- и наноэлектроники. Условия получения методом ИЛО на поверхностях АЬОзО 2) и N^0(1) монокристаллических пленок №(1) с малой, менее 0. Условия получения методом ИЛО монокристаллической пленки №(1) на подложке СаА5(1): а) синтез буферного слоя N^0(1) толщиной не менее 7 нм посредством испарения мишени - из магния в атмосфере молекулярного кислорода при давлении 1 х -3 тор или - из N^0 в вакууме **гор: температура - 0-0°С, скорость - -1 нм/мин, б) рост №: вакуум - '7- 9 тор, скорость - - нм/мин, температура подложки - 0-0°С. Оптимальные условия эпитаксиального двумерного роста слоя N^0(1) в гетероструктуре V-MgO-W для достижения максимальной ДСП электронов в слое №: температура - 0-0°С, давление кислорода -1x 3 тор, скорость - -1 нм/мин. Впервые в планарных металлических структурах из №(1) реализован баллистический ЭТ: величина изгибного сопротивления крестообразных наноструктур, изготовленных из монокристаллических пленок ’№(1) на подложках АЬОзО 2) и СаА8(1) с буферным слоем М§0(1), с остаточной ДСП электронов, приблизительно равной ширине контактов, при температурах, близких к темперазуре жидкого гелия, принимает отрицательные значения и зависит от формы структуры. В баллистической крестообразной наноструктуре из №(1), при понижении температуры от 3 до 4. К наблюдается переход от диффузионного режима ЭТ к баллистическому. ДСП электронов ЦТ) близка к виду AR1 ~ exp (- L//(T)). Разработана методика изготовления наносгруктур из моно-кристаллических пленок W и Та с применением зондовой литографии с минимальными размерами - 0 нм. Мостики из Та толщиной 3. Апробация работы. Int. Symp. Nanostructures-", St. Petersburg, Russia, . XVII Российская конференция «Электронная микроскопия ЭМ’», - июня, Черноголовка, . Int. Vac. Congr. Int. Conf. On solid Surfaces, 5th Int. Conf. On Nanometer-scale Science and Technology, th Int. Conf. On Quantitative Surf. Analysis», Birmingham, UK, August-4 September . Всероссийская научно- техническая конференция «Микро- и нано- электроника-», Звенигород, . XVII российский симпозиум «Растровая электронная микроскопия и аналитические методы исследования твердых тел», Черноголовка, . Всероссийская научно-техническая конференция «Микро- и нано-электроника - », Звенигород, . Краткое содержание работы.