Prins teknik

Prince-teknologin  är en metod för att forma tredimensionella mikro- och nanostrukturer baserad på separation av ansträngda halvledarfilmer från ett substrat och deras efterföljande vikning till ett rumsligt objekt. Tekniken är uppkallad efter en vetenskapsman som arbetade vid Institutet för halvledarfysik i den sibiriska grenen av den ryska vetenskapsakademin Viktor Yakovlevich Prince , som föreslog denna metod 1995 [1] [2] .

Grunderna

I den enklaste versionen, för att demonstrera möjligheten att bilda tredimensionella strukturer, använde vi spända tvåskiktsfilmer (GaAs / InGaAs, där GaAs är det yttre lagret) odlade på ett galliumarsenid (GaAs) substrat (med ett offer AlAs-lager ), odlas med användning av molekylär strålepitaximetoden . En tunn film (flera monolager) belastas eftersom gitterkonstanten för det obelastade skiktet av den ternära föreningen InGaAs är större än den för GaAs (därför erhålls ett komprimerat InGaAs-skikt under tillväxt) och när det separeras från substratet tenderar att räta ut sig, vilket skapar ett vridmoment och så småningom leder till filmvikning. För att separera bifilmen används ett selektivt (det vill säga för vilket etsningshastigheterna för olika ämnen skiljer sig mycket) flytande etsmedel (vattenhaltig HF- lösning ), som tar bort AlAs-offerskiktet utan att påverka andra föreningar [3] . Vid vikning erhålls en rulle (eller tub) som kan bestå av många tiotals varv. Vid användning av monolager av ämnen av GaAs/InAs-typ (missanpassningen av gitterkonstanterna når 7%) är det möjligt att erhålla halvledarnanorör upp till 2 nm i diameter [3] , som till skillnad från kolnanorör kan bildas i vissa ställen på underlaget och med givna diametrar med hjälp av litografier . Dessa lösa tvåskiktsfilmer, som består av två atomlager av olika material, har en perfekt atomstruktur som är inneboende i en platt film på substratytan.

Applikationer

Metoden är ganska flexibel och kan appliceras på många system. Till exempel kan Si/SiGe-filmer på ett Si-substrat också fungera som ett stressat system. Ett annat etsmedel används här: en vattenlösning av NH 4 OH, som etsar kisel (ett stoppskikt används också mellan offerskiktet av kisel och substratet, som dåligt etsar kisel kraftigt dopat med bor ) [4] . Si/SiGe-filmer visade sig vara bekväma för att göra arrayer av rör (nålar) med kanter som sticker ut utanför kanten på substratet [5] . Med filmer baserade på AlGaAs/GaAs/AlGaAs/InGaAs är det möjligt att bilda en kvantbrunn för elektroner och erhålla en tvådimensionell elektrongas (2DEG) i ett GaAs-skikt genom att vika heterostrukturen till ett rör. Här är det nödvändigt att modifiera tekniken och använda riktad vikning av stressade heterostrukturer [6] .

Forskning

Om 2DEG är placerad i ett externt enhetligt magnetfält, eftersom elektronernas rörelse över filmen begränsas av närliggande skikt (AlGaAs) med ett bandgap som är större än GaAs, rör sig elektronerna endast under påverkan av den normala komponenten av magnetfältet till filmytan. Således uppstår ett effektivt inhomogent magnetfält, vilket kan leda till anisotropi av magnetoresistansen (motståndet beror på magnetfältets riktning) [7] associerat med den så kallade statiska hudeffekten , som uppstår på grund av magnetfältets inhomogenitet [8] .

Anteckningar

  1. ↑ Finger Volym 13, nr. 15/16 (2006) (inte tillgänglig länk) . Hämtad 8 juli 2007. Arkiverad från originalet 30 september 2007. 
  2. ↑ Prins V. Ya. et. al. Nanoskalateknik med kontrollerbar bildning av ultratunna sprickor i heterostrukturer Microelectronic Engineering 30 , 439 (1996) doi : 10.1016/0167-9317(95)00282-0
  3. ↑ 1 2 Prinz V. Ya. et al ., Fristående och övervuxna InGaAs/GaAs nanorör, nanohelices och deras arrays Physica E6 , 828 (2000) doi : 10.1016/S1386-9477(99)00249-0 .
  4. ↑ Zhang L. et al. , Fristående Si/SiGe mikro- och nanoobjekt Physica E 23 , 280 (2004) doi : 10.1016/j.physe.2003.12.131 .
  5. ↑ Golod SV et. al ., Riktningsvalsningsmetod för spända SiGe/Si-filmer och dess tillämpning på tillverkning av ihåliga nålar Thin Solid Films 489 , 169 (2005) doi : 10.1016/j.tsf.2005.05.013 .
  6. ↑ Vorob'ev AB et al ., Riktningsvalsning av spända heterofilmer Semicond. sci. Technol. 17 614 (2002) doi : 10.1088/0268-1242/17/6/319 .
  7. ↑ Vorob'ev AB et. al. Jätteasymmetri av den longitudinella magnetoresistansen i tvådimensionell elektrongas med hög rörlighet på en cylindrisk yta Phys. Varv. B 75 , 205309 (2007) doi : 10.1103/PhysRevB.75.205309 Preprint
  8. ↑ Chaplik A. JETP Lett. 72 , 503 (2000).

Litteratur

Länkar


 Nanoteknik
Relaterade vetenskaper
Personligheter
VillkorNanopartikel
Teknologi
Övrig