Введение
Глава 1. Состояние вопроса по созданию планарных квантовых проводников на основе углеродных нанотрубок и квазиодномерных структур 14
1.1. Основные направления в нанотехнологии планарных одномерных проводников 14
1.2. Развитие методов создания квантово-размерных наноконтактов на основе локального окисления, индуцированного током 15
1.3. Основные параметры, характеризующие свойства нанотрубок 17
1.3.1. Структура графита 18
1.3.2. Угол хиральности и диаметр нанотрубок 19
1.3.3. Электронная структура нанотрубок 21
1.4. Методы получения углеродных наноструктур 26
1.4.1. Термическое разложение графита в дуговом разряде 27
1.4.2. Химическое осаждение из газовой фазы 29
1.4.3. Метод лазерного испарения 31
1.4.4. Холодная деструкция графита 32
1.5. Исследование нанотрубок с использованием микроскопии высокого разрешения 36
1.6. Электрические свойства нанотрубок 38
Выводы по гл. 1 40
Глава 2. Разработка методик создания образцов наноструктур на основе нанотрубок и их контроля в атомно-силовом микроскопе 42
2.1. Сравнение методов высаживания нанотрубок, полученных в различных технологических процессах 43
2.2. Разработка режима наблюдения различного типа нанотрубок на подложках 50
2.2.1. Выбор параметров работы микроскопа и типа кантилеверов 50
2.2.2. Деформация нанотрубок на подложках 53
2.2.3. Влияние взаимодействия иглы ACM с нанотрубкой на размеры наблюдаемых нанообъектов 55
2.3. Манипулирование и модификация нанотрубок с использованием атомно-силового микроскопа 59
2.4. Развитие бесконтактной емкостной микроскопии для исследования проводящих нанообъектов на диэлектрических подложках 65
2.4.1. Моделирование микроскопии индуцированного электрического поля в приближении точечного потенциала 67
2.4.2. Апробация методики на тестовых проводящих и диэлектрических объектах 70
2.4.3. Применение микроскопии индуцированного электрического поля для неразрушающего контроля нанотрубок в электрических схемах 74
2.5. Нанотрубки с разветвленной структурой 76
Выводы по главе 2 79
Глава 3. Разработка тестового кристалла и исследование проводимости углеродных нанотрубок 82
3.1 Технологический маршрут формирования кристалла 83
3.2. Схемы измерения электрических свойств нанотрубок 85
3.3. Электрические характеристики структур на основе нанотрубок 87
3.3.1. Измерение проводимости при комнатной температуре в малых и средних полях 88
3.3.2. Исследование полевого эффекта 93
3.4 Анализ механизмов проводимости структур на основе нанотрубок 96
3.4.1. Квантовый транспорт в двумерной графитовой системе 96
3.4.2. Формирование контакта между металлом и нанотрубкой 97
3.4.3. Изгиб нанотрубок на контактах 99
3.4.4. Одномодовый транспорт в полевом транзисторе с барьером Шоттки на основе углеродных нанотрубок 102
Выводы по главе 3 104
Глава 4. Формирование функциональных элементов наноэлектроники на основе сеток пучков однослойных углеродных нанотрубок и исследование их основных параметров 107
4.1. Модуляция проводимости структур на основе пучков однослойных углеродных нанотрубок 107
4.1.1. Особенности проводимости пучков однослойных углеродных нанотрубок 108
4.1.2. Формирование полупроводникового канала проводимости в пучках... 109
4.1.3. Параметры макета транзистора на основе пучка нанотрубок с преобладающим полупроводниковым каналом проводимости 110
4.2. Логические ключи на основе сеток пучков однослойных углеродных нанотрубок 113
4.2.1. Реализация инвертора с линейной нагрузкой на основе внешнего резистора 113
4.2.2. Реализация инвертора с нелинейной нагрузкой на основе двух интегрированных ОСНТ транзисторов р-типа 117
4.3. Разработка методов улучшения и стабилизации контакта нанотрубка / металл 120
4.3.1. Токовая активация миграции атомов в интерфейсной фазе золото / нанотрубка 120
4.3.2. Формирование углеродных контактов в качестве токоподводящих электродов 122
4.3.3. Выбор диэлектрического покрытия структур на основе пучков углеродных нанотрубок 124
Выводы по главе 4 127
Заключение 129
Благодарность 131
Список использованных сокращений 132
Список литературы 133
Приложение
