Фуллерены

Одноэлектронный транзистор.

Очень перспективным с точки зрения повышения степени интеграции – до 10¹² элементов на кристалл – и быстродействия СБИС, снижения энергии переключения интегральных элементов являются транзисторы на основе дискретного одноэлектронного туннелирования.

Структура: На кремниевой подложке формируется слой SiO₂ толщиной 20 – 30 нм. На подложку наносится слой поликремния, а затем слой SiO₂. С использованием электронной литографии и реактивного ионного травления формировался поликремниевый островок - SiO_2. Затем проводилось термическое окисление для получения тонкого диоксида кремния на боковой поверхности островка толщиной 2 нм. После напыления еще одного слоя поликремния при помощи электронной литографии и реактивного ионного травления изготавливались подводящие контакты. Туннельные контакты к островку осуществлялись через тонкий боковой слой окисла. Емкость перекрытия контактов и островка уменьшалась за счет большой толщины SiO₂ ≈ 50 нм сверху островка. В качестве затворного электрода использовалась подложка.

Прогресс технологии и появление новых схемотехнических решений позволяют надеяться на увеличение быстродействия одноэлектронных приборов, ограниченного временем туннелирования электрона через барьер.

Углеродные нанотрубки – это кристаллические структуры, в которых углерод проявляется в виде своей новой аллотропной модификации, в форме так называемых фуллеренов.

Фуллерены, как новая модификация углерода, были впервые получены в 1985 г. Наиболее стабильными из всех фуллеренов, соединяющих n атомов углерода С, оказались структуры из 60 и 70 атомов, т.е. замкнутые молекулы С₆₀ и С₇₀.

Эти фуллерены имеют форму близкую к мячу. В отличие от графита и алмаза, структура которых представляет собой решетку атомов, третья форма кристаллического углерода является молекулярной. Минимальный элемент структуры фуллеренов – молекулы. Например, каркас наиболее устойчивого фуллерена С₆₀ состоит из 20 шестиугольников (гексагонов) и 12 пятиугольников (петагонов). Координационное число атома углерода равно 3. Каждый атом углерода располагается на сферической поверхности молекулы.

Фуллерены – замкнутые молекулы углерода, на поверхности которых шестичленные циклы связаны между собой пятичленными циклами. Нанотрубки образованные из аналогичных кристаллических структур, но с различной пространственной конфигурацией.

Дата добавления: 2015-05-06