|
Microsoft Word D?rs v?saiti. Nanotexnologiya docx
|
| bet | 27/51 | | Sana | 19.12.2023 | | Hajmi | 2,83 Mb. | | #123700 |
Bog'liq 2017-2422 TayyorDala ta'siri ostida bug'lanish jarayoni prob va substrat o'rtasida kuchli elektr maydoni mavjud bo'lganda mumkin. Bu ba'zan termal faollashtirilgan jarayon deb ataladi. Bu vaqtda sirtdagi atomlar qo'llaniladigan elektr maydon ta'sirida ionlanadi va sirtni tark etish uchun etarli energiya oladi.
Bunday sharoitlar odatda ijobiy ionlar uchun yaratilishi mumkin. Bu holda substratga ijobiy elektr potentsial qo'llanilishi aniq.
Maydon bo'yicha manfiy ionlarning bug'lanishi mumkin emas. Chunki, bu holda, bazaga salbiy potentsial qo'llanilishi kerak. Bu vaqtda elektron emissiya ion bug'lanishidan oldin sodir bo'ladi va elektron oqim hosil bo'ladi. Atomni sirtdan ajratish uchun zarur bo'lgan kuchlanishlarda bu oqimning zichligi katta bo'ladi va probning erishiga olib keladi.
P rob-substrat oralig'ida elektromigratsiyaning asosiy qonunlari qattiq holatda bo'lgani kabi. Pendantning o'zaro ta'siri effekt va elektronlar atomlar bilan yashash to'qnashuv Atomlarga ularning kinetik energiyasining bir qismini berish natijasida, zaryadlangan zarralar oqimi alohida atomlarni ularning orqasidan itarib yuboradi. Atom elektromigratsiyasi aylanish jarayoni bo'lib, prob-substrat bo'shlig'idagi elektr maydoniga (intensivligiga) bog'liq.
narxi tufayli chegara chegarasi yo'q. Elektr-migratsiya o'tishlari sodir bo'lishi uchun oqim zichligi joyidan chiqarilgan atomlarni "isitish", ya'ni ularni yuqori energiya holatlariga o'tkazish uchun etarli bo'lishi kerak.
Substrat yuzasida atomlarni manipulyatsiya qilishning ushbu usullari atom muhandisligining asosini tashkil qiladi. Ular berilgan atom tarkibiga ega nanostrukturalarni yaratishni ta'minlaydi. Masalan, 3.14-rasmda sirtdagi atomlarni manipulyatsiya qilishning klassik namunasi ko'rsatilgan. Olingan nanostruktura STM tomonidan mis plastinka yuzasida temir atomlarining joylashishidan olingan. Bu erda temir atomlarining soni 48 ta, marjonning diametri esa 7,13 nm.
3.6. Metall va yarim o'tkazgichlarning mahalliy oksidlanishi
Skanerlash problari substrat materialining mahalliy oksidlanishiga imkon beradi. Oksidlanish jarayoni ochiq havoda elektrod sifatida o'tkazuvchan materialdan tayyorlangan STM zondi yordamida amalga oshiriladi. Bu jarayon ko'p jihatdan elektrokimyoviy anodik oksidlanishga o'xshaydi. Kremniy va metall qatlamning mahalliy oksidlanishi sxematik tarzda 3.15-rasmda ko'rsatilgan.
3.15-rasm. Kremniy va yupqa metall qatlamining mahalliy oksidlanishi
Anodik oksidlanish rejimida prob substratiga salbiy potentsial beriladi. Atrof-muhit namligi elektrolit vazifasini bajaradi. Kapillyar ta'sir natijasida va kuchli elektr maydoni ta'sirida suv molekulalari probning uchida kondensatsiyalanadi va uni namlaydi. U yerda suv molekulalari dissotsilanadi (H O↔H+ + OH–) va ularning dissotsilanish mahsulotlari (H+, OH–) bilan muvozanatda bo’ladi. Elektr maydoni bu ionlarni ajratadi va OH-guruhlarini substratga yuboradi. U erda ular substrat moddasi bilan kimyoviy reaksiyaga kirishadi va muqarrar ravishda oksidlanadi. Qayta ishlangan oksid qatlamining qalinligi elektr maydonining intensivligiga va skanerlash tezligiga, ya'ni probning sirtdagi harakat tezligiga bog'liq. Elektr maydoni o'sib borayotgan oksid qatlamidan manfiy ionlarning tarqalishi uchun potentsial to'siqni pasaytiradi. Oksidlanish parametrlari atrof-muhitning nisbiy namligiga bog'liq. Oksid qatlamining qalinligi qo'llaniladigan kuchlanishning qiymati va jarayonning davomiyligi bilan belgilanadi. Qatlam qalinligining vaqtga bog'liqligi quyidagicha:
S(U U )
1
d(t) 0
2I0
bu erda s - qatlamning hajm o'tkazuvchanligi, e - oksid qatlamining nisbiy dielektrik o'tkazuvchanligi, S - zondning maydoni, U - tashqi kuchlanish, U0 - anodizatsiya jarayonining boshlang'ich kuchlanishi, I0 - oksid yo'qligida metall qatlam orqali o'tadigan dastlabki oqim, b - oksidlanish samaradorligi.
Oksidlanish qonunlari ko'pchilik qattiq moddalar uchun bir xil, shuning uchun prob orqali mahalliy oksidlanish elektrokimyoviy anodik oksidlanish mumkin bo'lgan har qanday materialga qo'llanilishi mumkin. Bu usul bilan Si, Al, Nb, Ti va boshqalar. mukammal tuzilishga ega bo'lgan materiallarda qalinligi (1÷10) nm bo'lgan nuqsonsiz oksidli chiziqlar olish mumkin..
Bunday chiziqlar nanoelektron qurilmalarning elementlari sifatida, shuningdek, keyingi tanlab bronzlash jarayonlarida niqob sifatida ishlatilishi mumkin. Bu 1 nm dan kichik o'lchamdagi elementlarni yaratish imkonini beradi. Nanoelektron qurilmalarning faol elementlari prob orqali mahalliy oksidlanish usuli bilan tayyorlanadi.
|
| |
