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文檔簡介

1、2.6 納米器件工藝概論,在納米器件領域內采用的主要加工技術是激光、x線、離子束和電子束等技術。,A. 三束離子,電子束曝光技術：掃描電子束的直徑可達5nm (通過提高電子顯微鏡的加速能量來實現(xiàn))；曝光分辨率在采用有機感光膠 時可達10nm, 這已經實用化了。如果采用無機感光膠和STEM系統(tǒng), 曝光分辨率甚至可以達到1nm。 離子束曝光技術：聚焦離子束的直徑可達8nm；曝光分辨率可達8nm 。 利用STM：細小探針可實現(xiàn)對原子、分子的直接操縱, 可改造和控制表面；分辯率可達到0.1nm (橫向) 和0.01nm (縱向)。雖然該技術對器件的制造無太大的實用價值, 但是對人工表面的研究, 對新現(xiàn)

2、象、新器件的研究, 具有重要的意義。,B.采用電子束曝光或電子束刻蝕技術來制作量子結構,KOH對Si具有較好的各向異性腐蝕性質： 當Si是(110)面時, 對方向的線條, 可得到垂直的斷面。 當Si是(100)面時, 可腐蝕出臺形的斷面。,C.采用聚焦離子束（FIB）加工技術來制作量子結構,D.采用掃描隧道顯微鏡 (STM) 技術來制作量子結構,應用探針一個一個地提起物理吸附在表面上的原子 (通過原子之間力的作用)。 應用探針 (其上加有脈沖電壓) 一個一個地拔取表面層的原子 (基于電場蒸發(fā)原理)。 應用探針 (加有脈沖電壓) 一個一個地去掉化學吸附在表面上的原子 (基于隧穿電子引起化學反應的

3、腐蝕作用)。,STM單原子操縱和納米加工技術,STM的針尖可以成像，可以操縱表面上的原子或分子。 （1）針尖下移，使針尖頂部的原子和表面上的原子的“電子云”重疊，有的電子為雙方共享，就會產生一種與化學鍵相似的力，以操縱表面上的原子。 （2）針尖和表面之間加上一定的能量，如電場蒸發(fā)，電流激勵，光子激勵等能量方式來有效地操縱表面原子。,STM原子操縱與蝕刻,硅111面77原子重構象,STM技術與其他技術結合起來而實現(xiàn)納米結構,H2O作為電解質，利用陽極氧化技術， STM探針把Ti膜氧化成TiOx，可作出10nm寬的TiOx線。TiOx具有較小于TiO2的，較小 （減小電容）。,第二章 作業(yè) 1.久保理論包含的內容是什么？為什么在低溫下，熱的漲落很難改變納米微粒的電中性？ 2.納米金屬微粒由導體轉變?yōu)榻^緣體的條件是什么？ 3.試比較納米微粒的量子尺寸效應和小尺寸效應。 4.什么是庫侖堵塞效應？觀察到庫侖堵塞和量子隧穿的條件是什么？為什么隧道結的等效電阻R必須大于量子電阻(26k)? 5.什么是宏觀量子隧穿效應?試舉例說明。 6.畫出單隧道結堵塞與隧穿的I-V曲線、I-t曲線和V-t曲線，標出堵

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