|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Разработка способов создания одноэлектронных молекулярных транзисторовдипломная работа (Специалист)
- Научный руководитель: Солдатов Е.С.
- Автор: Павлов С.А.
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2004
- Аннотация: В данной работе исследованы золотые наночастицы и кластеры Au101, изготовленные по новой оригинальной методике, в качестве возможной основы высокотемпературного мономолекулярного одноэлектронного транзистора. Проведено исследование структурных и туннельных транспортных характеристик пленок Ленгмюра-Блоджет таких наночастиц и молекулярных кластеров. Исследован один из путей создания планарных одноэлектронных систем с повышенной рабочей температурой. В результате этих исследований получены следующие основные результаты. 1) Путем исследования с помощью СТМ топографии поверхности пленок Ленгмюра-Блоджет с наночастицами, выяснено, что использованный оригинальный метод их получения позволяет контролируемо формировать наночастицы с размерами 1-3 нм. При этом показано, что эти наночастицы могут образовывать как гомогенные монослои (без добавления поверхностно активных веществ), так и гетерогенные - в случае их смеси с ПАВ. При этом на образцах со смешанными монослоями наночастиц и ПАВ было обнаружено регуляризирующее структуру монослоя влияние ПАВ – выстраивание наночастиц в прямолинейные цепочки между молекулами полимера. 2) Предложена модель строения исследованных монослоев, на основе которой дана интерпретация полученных особенностей топографии. С помощью этой модели объяснены особенности полученных изображений поверхности монослоев, высокий уровень шумов при измерениях, и слабая выраженность наночастиц по высоте на общем фоне при структурных измерениях монослоев. 3) В результате исследований транспортных свойств туннельных систем на основе этих наночастиц при комнатной температуре (Т=300К) получены ВАХ с кулоновской блокадой туннелирования с размерами приблизительно 350 мВ и ступенчатые ВАХ. Дано объяснение такого вида ВАХ с помощью «ортодоксальной» теории коррелированного туннелирования электронов, что показывает возможность формирования практических высокотемпературных одноэлектронных систем на их основе. 4) Проведено исследование топографии поверхности и туннельных характеристик впервые изготовленных смешанных монослоев Ленгмюра-Блоджет из новых перспективных молекулярных кластеров Au101 во впервые использованной диэлектрической полимерной матрице. В результате этих исследований показано, что молекулы кластеров образуют однородные монослои в смеси с полимерными ПАВ (ПВП20, ПВП40). Установлено, что размер кластеров Au101 составляет приблизительно 1.2 нм, что допускает возможность формирования на их основе одноэлектронных систем с комнатной рабочей температурой. Показана достаточно высокая стабильность полученных монослоев во времени около 3-х месяцев. При комнатной температуре (Т=300К) получены ВАХ с кулоновской блокадой туннелирования с размерами порядка 0.5 В, вид которых объясняется «ортодоксальной» теорией одноэлектроники. Обоснована большая перспективность молекулярных кластеров по сравнению с наночастицами. 5) Впервые с помощью СТМ исследованы свойства гидрогенизованной поверхности кристалла алмаза, в частности, исследован эффект контролируемой дегидрогенизации такой поверхности под воздействием туннелирующих на поверхность электронов. Исследована возможность получения непроводящих нанометровых зазоров между проводящими гидрогенизованными областями, как одна из возможностей создания электродов для мономолекулярного транзистора. Впервые продемонстрирована возможность создания зазоров шириной менее 10 нанометров, что, кроме применения в молекулярной электронике, перспективно для разработки новых систем электронной нанолитографии с такой разрешающей способностью. 6) Исследовано влияние режимов сканирования (туннельных токов и напряжения) на процесс дегидрогенизации и, соответственно, на ширину получаемых зазоров и их однородность. Продемонстрировано, что эффект имеет пороговый характер в зависимости от напряжения, найден диапазон оптимальных токов (0.3 – 0.35 нА) и напряжений (около 3 В), позволяющий получать наиболее четкие и узкие зазоры. 7) Исследована возможность создания с помощью такой методики непроводящих областей с более сложной конфигурацией. Найдены основные эффекты, затрудняющие работу в этом направлении. Продемонстрирована возможность создания непроводящих областей более сложной конфигурации, с размерами порядка 30 нм, которые достаточны для создания с помощью такой методики планарных одноэлектронных систем с рабочей температурой около 30 К, что существенно выше рабочих температур традиционных одноэлектронных систем.
- Добавил в систему: Солдатов Евгений Сергеевич