|
Metall-yarim o'tkazgich kontaktining volt-amper xarakteristikasi
|
| bet | 25/51 | | Sana | 19.12.2023 | | Hajmi | 2,83 Mb. | | #123700 |
Bog'liq 2017-2422 TayyorMetall-yarim o'tkazgich kontaktining volt-amper xarakteristikasi
Ma'lumki, yarim o'tkazgichlardagi elektronlarning energiya spektri murakkab tuzilishga ega. Tarmoq oralig'i va dopant darajalari mavjudligi sababli, metall-yarim o'tkazgich (M-Y/K) kontaktining VAX ning chiziqli bo'lmaganligi M-M kontaktiga qaraganda keskinroq. Tunnel oqimiga sirt sathi
3.11-rasm. Metall yarimo'tkazgichli tunnel tutashuvining energiya diagrammasi
va sirtda adsorbsiyalangan atomlar tomonidan yaratilgan energiya darajalari katta hissa qo'shadi. Shuning uchun yarimo'tkazgichli materiallarning mahalliy tunnel spektrlari yuqori vakuum sharoitida o'rganiladi. 3.11-rasmda metall-yarim o'tkazgichli tunnel kontaktining energiya diagrammasi va volt-amper xarakteristikasi ko'rsatilgan.
3.4. Zond usullari bilan sirt relyefini o'zgartirish
Qattiq jism yuzasidagi alohida atomlarni skanerlash zond yordamida manipulyatsiya qilish orqali uning sirt tuzilishini o‘zgartirish va nano o‘lchamli tuzilmalarni yaratish mumkin. Buning uchun skanerlovchi tunnel mikroskopi (STM) va atom kuch mikroskopi (Atomic Force Microscopy AFM) ishlatiladi. Usulning asosi - atom uchi bo'lgan zondning namuna yuzasi bo'ylab juda yuqori aniqlik bilan siljishi. Bu vaqtda zond sirtdan (0,1÷0,3) nm masofada joylashtiriladi.
STM dan foydalanilganda probga elektr maydoni qo'llaniladi. Prob va sirt orasidagi masofa kichik bo'lsa, prob va namuna yuzasi o'rtasida elektron tunnel hosil bo'ladi. Ma'lumki, zond va sirt orasidagi masofa qisqarganda tunnel oqimi eksponensial ravishda ortadi, boshqacha aytganda, tunnel oqimi namuna yuzasining bir jinsli bo'lmaganligiga juda sezgir. Shuning uchun probni sirt bo'ylab harakatlantirish orqali tunnel oqimi nazorat qilinadi va uning o'zgarishi asosida sirt topologiyasi tahlil qilinadi. Shu tariqa, nafaqat sirtdagi atomlarni “ko‘rish”, balki kimyoviy tarkibi har xil bo‘lgan qismlarni ham farqlash mumkin bo‘ladi. Bu vaqtda rezolyutsiya atomlarning o'lchamida bo'ladi: vertikal aniqlik (0,01÷0,05) nm ga, gorizontal aniqlik esa 0,3 nm ga etadi.
Atom kuch mikroskopida tunnel oqimi o'rniga namuna yuzasi va zond orasidagi o'zaro ta'sir kuchi qayd etiladi. Bu kuchni aniqlash uchun elastik konsolga uchli zond ulanadi. Konsolning egilishi (siljishi) unga ta'sir qiluvchi kuchga mutanosibdir. Ushbu burilish juda yuqori aniqlik bilan optik yoki elektr bilan qayd etiladi. Tahlil qilingan liklə optik və ya elektrik üsullarla qeyd olunur. Təhlil edilən
probning sirt bo'ylab siljishi paytida konsolning egilishidan olingan signal namuna yuzasi bo'ylab atom (submolekulyar) kuchlarning tarqalishi haqida ma'lumot beradi. Shunday qilib, sirt atomlarining joylashishi va tabiati haqida ma'lumot olinadi.
Skanerlash zondlari yordamida alohida atomlarni manipulyatsiya qilish, sirtning mahalliy oksidlanishini amalga oshirish, unga turli materiallarni joylashtirish va kam energiyali elektron fotolitografiyani amalga oshirish mumkin. Umuman olganda, prob va sirt o'rtasida sodir bo'ladigan turli fizik-kimyoviy jarayonlar skanerlash probi bilan yuzaga mahalliy ta'sir ko'rsatish uchun ishlatiladi. Ushbu jarayonlar quyidagi omillar bilan rag'batlantiriladi:
- baza yuzasida ~20 nm maydonda intensivligi ~1010 V/m bo'lgan mahalliy elektr maydonlari bilan;
– zond uchidan ~(1010÷1011) A/m2 ko‘rinishidagi elektron emissiya toklarining yuqori zichligi bilan;
- bazani o'ta zich elektron nur bilan mahalliy isitish orqali;
- maydon ta'sirida probning uchidan yoki substrat yuzasidan atomlarning bug'lanishi;
– gaz va suyuq muhitda mahalliy kimyoviy reaksiyalar bilan.
Parallel ko'chirishda atomlar va molekulalar sirtga parallel ravishda, perpendikulyar o'tishda esa ular sirtdan zondning uchiga va aksincha o'tkaziladi. Ikkala holatda ham sirtni qayta tiklash jarayoni atom darajasida sodir bo'ladi. Bunday qayta qurish kimyoviy bog'lanishlarning tanlab uzilishi va yangi bog'lanishlarning shakllanishi sifatida qaralishi mumkin. Boshqa nuqtai nazardan, bu atomning potentsial sirt bo'ylab boshlang'ich holatdan oxirgi holatgacha bo'lgan harakati bilan tengdir. Ikkala yondashuv ham skanerlash tunnel mikroskopining zondlari orqali atomlarni manipulyatsiya qilishning fizik mexanizmini tushunishga imkon beradi.
|
| |
