Молекулярные проводники в матрице эпоксидиановой смолы : формирование, исследование, приложения

• Автор: Хартов, Станислав Викторович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление
Введение

Глава 1. Состояние вопроса по созданию элементной базы

молекулярной электроники.

1.1. Одиночные молекулы в роли активных

элементов электроники.

1.2. одходы к интеграции молекулярных

функциональных элементов

1.3. Перспективные архитектуры молекулярной электроники

1.3.1. Квантовоточечные клеточные автоматы.

1.3.2. Коммутированные массивы
1.3.3. Архитектура ЫапоСеП
Выводы по главе 1
Глава 2. Молекулярные проводники сформированные в матрице
эпоксидианоьой смолы
2.1. Эпоксидианоиая смола хороший диэлектрик
или прекрасный проводник.
2.2. Численное моделирование молекулы эпоксидиановой смолы.
2.3. Условия организации молекулярного проводника
2.4. Исследование туннельных зондов различных типов по критерию выполнения условий формирования
молекулярного проводника
2.4.1. Платиноиридиевые зонды
приготовленные механическим методом
2.4.2. Вольфрамовые зонды
приготовленные электрохимическим методом.
2.4.3. Гибридные туннельные зонды.
2.5. Баллистический транспорт в молекулярных проводниках.
2.5.1. Термическое переключение проводимости
молекулярного проводника.
2.5.1.1. Молекулярный проводник в отвержденной матрице
2.5.1.2. Однородный нагрев матрицы.
2.5.1.3. Нарев приэлектродных слоев матрицы.
2.5.2. Предельный ток проводимости молекулярного проводника
и зависимость его сопротивления от длины.
Выводы по главе 2
Глава 3. Планарные молекулярные проводники.
3.1. Проблема получения молекулярного проводника между предварительно сформированными планарными электродами
3.2. Преимущества углеродных нанотрубок в качестве электродов.
3.3. Создание структур с электродами на основе УНТ
3.4. Формирование молекулярного проводника между
УНТ электродами
3.5. Модуляция и выключение проводимости планарного молекулярного проводника электрическим полем затвора.
3.6. Модель электронного транспорта в молекулярном проводнике.
3.6.1. Применимость известных моделей.
3.6.2. Модель квантового провода
3.6.2.1. Геометрические характеристики квантовых проводов.
2.5.1.2. Основные расчетные соотношения.
2.5.1.3. Типы статических вольтампериых характеристик
квантовых проводов.
2.5.1.3. Сравнение расчтных вольтамиерных характеристик
с экспериментальными данными.
3.7. О возможности перехода к интегральному исполнению функциональных элементов на основе молекулярных
проводников в полимерной матрице.
Выводы по главе 3.
Глава 4. Проводящий композитный материал на основе
молекулярных проводников.
4.1. Концепция композитного материала.
4.2. Соблюдение условия отсутствия перколяции.
4.3. Переход композита в проводящее состояние.
4.4. Напряжнность структурирующего электрического поля.
4.5. Удельная проводимость композита
4.5.1. Сравнение с удельной проводимостью дискретного элемента
4.5.2. Механизмы ограничения проводимости.
4.5.3. Композит малой протяжнности.
4.6. Отвержднный композит.
4.7. Альтернативные способы обеспечения условий
формирования молекулярных проводников.
4.8. Тонкоплночный композит
Выводы но главе 4
Заключение.
Благодарность
Список использованных сокращений.
Список литературы


В первой главе рассматривается состояние вопроса по созданию элементной базы молекулярной электроники. Описаны основные достижения по синтезу и исследованию молекул претендующих на роль ключевых элементов электроники. На основании приведённых данных сделан вывод о принципиальной возможности переноса электрических и электромеханических функций на одномолекулярный уровень (раздел 1. В разделе 1. Раздел 1. Во второй главе приводятся результаты исследования вертикальных молекулярных проводников, сформированных в матрице эпоксидиановой смолы между туннельным зондом и проводящей подложкой. В разделе 2. Раздел 2. Рассчитываются параметры определяющие поведение молекулы во внешнем электрическом поле. Моделируются молекулярные орбитали системы молекула - кластер металла. В разделе 2. Обсуждается полученное на основе экспериментальных данных значение удельной проводимости исследуемых молекулярных структур. В разделе 2. Предложена методика создания зондов «гибридного» типа. Раздел 2. Данное доказательство проводится тремя различными способами. Описываются эксперименты по термическому переключению сопротивления молекулярной структуры. Обосновывается усовершенствованная методика термических переключений, позволяющая проводить более точное детектирование баллистического транспорта. Приводится доказательство отсутствия диссипации энергии в молекулярном проводнике на основе теплового расчёта, а также на основе экспериментов по наблюдению сопротивления структуры при изменении длины молекулярного проводника. В третьей главе представлены результаты исследования планарных молекулярных проводников, сформированных между ориентированными углеродными нанотрубками. В разделе 3. Показано, что использование в качестве планарных электродов углеродных нанотрубок позволяет решить данную задачу (раздел 3. В разделе 3. В разделе 3. УНТ электродами. Раздел 3. Затрагивается вопрос перехода к интегральному исполнению функциональных элементов на основе молекулярных проводников в полимерной матрице (раздел 3. Четвёртая глава посвящена исследованию композитного материала на основе молекулярных проводников. В разделе 4. В разделе 4. В разделе 4. Раздел 4. Рассматриваются факторы ограничивающие удельную проводимость и методики по уменьшению влияния данных факторов. Затрагивается вопрос верхнего предела проводимости исследуемого материала, а также вопрос его предполагаемых механических свойств. В разделе 4. Раздел 4. В заключении представлены основные выводы данной работы. Диссертация изложена на 5 страницах, из которых 2 составляет основной текст работы, включает рисунков и 3 таблицы. Список литературы содержит 1 источник. ГЛАВА 1. По одной из версий, использовать молекулы в качестве активных элементов электроники впервые предложили Аунат и ЛаШег [2] в году. Они предположили, что следует ожидать эффект выпрямления тока от молекул определенного типа. А обозначает элемент акцептор электрона с большим сродством к электрону, и <т обозначает проводящий молекулярный мост, который соединяет ? А. Для таких молекул можно ожидать, что состояние Пг-о-А‘ является энергетически более выгодным, чем 0'-о-А+, что должно приводить к асимметрии ВАХ. Предложены также другие типы молекул на роль ключевых элементов электроники, в частности молекулярные проводники и молекулярные ключи. Обзоры по претендующим на эти функции молекулам могут быть найдены по следующим ссылкам [3-6]. С тех пор было выполнено большое количество работ, в которых концепция использования отдельных молекул в качестве активных элементов электроники нашла экспериментальное подтверждение. Во многом экспериментальному прогрессу способствовало появление методов сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ), таких как сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) и атомно-силовая микроскопия (АСМ), которые позволили проводить измерение проводимости на одномолекулярном уровне. Развитие методов нанолитографии также привело к возможности формирования наноразмерных электродов, позволяющих осуществлять подсоединение составных или одиночных молекул.