автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Физико-технологические основы создания функциональных элементов наноэлектроники на основе квазиодномерных проводников

у и Ч С1 У^'у'Тчл!» и и С И

Бобринецкий Иван Иванович

ФИЗИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ НА ОСНОВЕ КВАЗИОДНОМЕРНЫХ ПРОВОДНИКОВ

Специальность 05.27.01 - твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 2 ИЮ/1 2010

Москва 2010

004607379

Работа выполнена в научно-образовательном центре «Зондовая микроскопия и нанотехнология» Московского государственного института электронной техники (технического университета)

Научный консультант: - доктор физико-математических наук,

профессор,

Неволин Владимир Кириллович

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, доцент, Агеев Олег Алексеевич

- доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Ильичев Эдуард Анатольевич

- доктор технических наук, профессор, Шевяков Василий Иванович

Ведущая организация:

Учреждение Российской академии наук

Институт общей физики им. A.M. Прохорова РАН

Защита состоится "30" сентября 2010 года в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д.212.134.01 при Московском государственном институте электронной техники (техническом университете) по адресу: 124498, Москва, Зеленоград, проезд 4806, д.5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭТ Автореферат разослан -/А О 6 _ 2010 года

Ученый секретарь диссертационного совета: доктор технических наук, профессор

Крупкина Т.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Технологии современной электронной промышленности вплотную подошли к предельным размерам твердотельных активных элементов. Дальнейшие перспективы традиционной технологии связаны только с уходом в область нанолитографии, при этом размеры функциональных структур становятся сравнимыми с размерами атомных кластеров. Решение данной задачи приводит разработчиков к совмещению традиционной технологии с новыми методами и материалами.

В последние годы наиболее бурно развивается направление, основанное на создании и использовании в качестве активных элементов электроники квазиодномерных проводников (проводников, диаметр сечения которых составляет несколько нанометров и менее), которые являются следствием уменьшения поперечных размеров структур в традиционной микроэлектронике.

Необходимость разработки и исследования физических принципов и создания технологических основ формирования структур на основе низкоразмерных проводников, всестороннего изучения параметров функционирования, а также усовершенствования методов зондовой микроскопии для исследования объектов наноэлектроники при решении более широкого круга задач определяет актуальность данной диссертационной работы.

Цель работы и задачи

Целью диссертационной работы являлась разработка физико-технологического базиса создания планарных квазиодномерных структур наноэлектроники и способов формирования функциональных устройств на их основе с использованием групповых методов традиционной микроэлектроники.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

- выполнить анализ и дать классификацию основных типов квазиодномерных проводниковых элементов с точки зрения их функциональных характеристик и электрофизических свойств;

- предложить и разработать физико-технические основы зондовой технологии формирования планарных квазиодномерных проводников и наноконтактов в тонких металлических и углеродных пленках;

- исследовать свойства созданных планарных квазиодномерных проводников и наноконтактов в тонких металлических и углеродных пленках; исследовать особенности транспорта носителей заряда в квазиодномерных проводниках, созданных при локальном анодном окислении тонких проводящих пленок;

- предложить и разработать технологические основы интеграции углеродных нанотрубок в компоненты схем планарной электроники; разработать и усовершенствовать зондовые методы исследования низкоразмерных структур в составе интегральных элементов;

- разработать конструктивные основы создания изделий наноэлектроники на основе углеродных нанотрубок и их объединений: пучков, сеток, пленок; исследовать теоретически и экспериментально функциональные свойства созданных планарных наноэлементов;

- реализовать на практике разработанные подходы при создании групповыми методами микроэлектроники интегральных сенсорных устройств на основе углеродных нанотрубок; выполнить экспериментальное исследование их функциональных характеристик.

Объект и методы исследования

Объектами исследований являлись структуры в виде варисторов, транзисторов и сенсоров на основе квазиодномерных проводников: металлических наноконтактов и углеродных нанотрубок, а также технологические основы их создания.

Основными методами исследования являются: теоретические модели, оценки и расчеты на основе имеющихся справочных данных, разработка экспериментальных образцов, устройств и приборов, проведение экспериментальных исследований. Электрофизические свойства варисторов и транзисторных структур на основе квазиодномерных проводников были изучены методами атомно-силовой и сканирующей туннельной микроскопии (8о1усг-Р47 и №поЕс1иса1ог, ЫТ-ГуГОТ, Россия), методами измерения и анализа статических и динамических электрических характеристик двух- и трехполюсников (ЬСАБ, Россия; АКТАКОМ, Россия; ИППП-1/5, ОАО «МНИПИ», Республика Беларусь).

Влияние радиационных воздействий на созданные структуры было изучено с помощью оригинального имитационного стенда на основе

рентгеновского излучателя РЕИС-И (АОЗТ «Светлана-Рентген», Россия). Газочувствительные свойства структур на основе углеродных нанотрубок были изучены с помощью оригинальных экспериментальных установок и шестнадцатиканального измерителя параметров газовых сенсоров (ОАО «Практик-НЦ», Россия).

Моделирование электростатических взаимодействий зонда атомно-силового микроскопа с поверхностью образца проводилось с использованием метода конечных элементов (ЕЬСиТ, ПК «ТОР», Россия).

Научная новизна работы

Научная новизна работы заключается в создании комплекса физико-технологических процедур формирования планарных структур наноэлектроники на основе квазиодномерных проводников различного состава (металлические, углеродные) и геометрии (наносужения, наноконтакты, нанотрубки), демонстрирующих общие механизмы в поведении электрических характеристик.

1. Предложена и разработана методика формирования планарных квазиодномерных проводников в ультратонких металлических и углеродных пленках с использованием локального анодного окисления и окисления, индуцированного током. Продемонстрировано влияние напряжения, тока, относительной влажности и подложки на процесс формирования нанопроводников.

2. Экспериментально подтвержден островковый механизм проводимости в квазиодномерных металлических проводниках, основанный на переброске электронов через отдельные участки наносужения.

3. Проведено теоретическое и экспериментальное доказательство полевого эффекта в квазиодномерных металлических и углеродных проводниках в стандартных условиях, заключающееся в изменении величины туннельного барьера под действием поперечного электрического поля.

4. Предложен электрокинетический метод параллельной интеграции нанотрубок в виде одиночных проводников и сеток с использованием различной конфигурации планарных электродов, созданных . групповыми методами микроэлектроники, заключающийся в ориентации и движении нанотрубок вдоль

градиента линий электрического поля, а также перераспределении потенциала при формировании проводящего канала между электродами.

5. Предложен комплекс методов сканирующей зондовой микроскопии для исследования углеродных нанотрубок в составе функциональных элементов наноэлектроники, позволяющий проводить неразрушающее топографирование и определение электрических свойств структур.

6. Установлена зависимость величины потенциального барьера, возникающего в контакте между нанотрубкой и электродом от типа нанотрубок, их количества, внешнего электрического поля и температуры.

7. Предложены конструкции, разработаны технологические процедуры создания сенсорных структур на основе одиночных углеродных нанотрубок, их пучков, сеток и пленок. Продемонстрировано различие в газочувствительных свойствах сенсорных структур на основе нанотрубок в присутствии газов акцепторного и донорного типа.

8. Выявлен селективный отклик в проводимости к парам органических соединений (спиртов) толстопленочных структур на основе углеродных нанотрубок.

Практическая значимость работы определяется следующими

основными результатами:

- разработанный научный подход на основе физико-технологического базиса позволяет перейти к формированию новых интегральных структур наноэлектроники на основе квазиодномерных проводников с использованием групповых методов микроэлектронной технологии;

- выявленные закономерности проводимости планарных структур на основе материала углеродных нанотрубок могут быть использованы при дальнейшем развитии теории электронного транспорта в приборах на основе углеродных нанотрубок.

Внедрены следующие результаты:

1. Разработанные методы формирования тестовых структур на основе однослойных углеродных нанотрубок, а также методики исследования низкоразмерных структур, позволяющие повысить достоверность изображений низкоразмерных объектов,

получаемых в зондовой микроскопии (ЗАО «Нанотехнологии-МДТ», ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева», ООО «Холдинг «Золотая формула»»).

2. Разработанный физико-технологический базис формирования планарных элементов наноэлектроники на основе низкоразмерных проводящих структур использовался при проведении ряда научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проводимых в МИЭТ, ООО «Наносенсор», а также при подготовке кандидатских диссертаций: «Формирование и электрические свойства планарных элементов на основе металлических и углеродных пленок наноразмерных толщин» (Булатов А.Н., МИЭТ, 2005 г.), «Атомная структура поверхности и сенсорные свойства углеродных нанотрубок» (Строганов A.A., МИЭТ, 2007 г.), «Молекулярные проводники в матрице эпоксидиановой смолы: формирование, исследование, приложения» (Хартов C.B., МИЭТ, 2008 г.). Практическая значимость данных работ подтверждена соответствующими актами внедрения.

3. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс в Московском государственном институте электронной техники (техническом университете). Разработанные автором технологические основы формирования планарных элементов наноэлектроники, а также методики исследования низкоразмерных структур использованы при разработке и модернизации лекционных курсов и лабораторных работ по учебным дисциплинам: «Основы зондовой микроскопии», «Основы зондовой нанотехнологии», «Вопросы современной физики». Методы, разработанные и исследованные при выполнении работы,

соответствуют «Перечню критических технологий РФ» №7 «Нанотехнологии и наноматериалы», №11 «Технологии механотроники и создания микросистемной техники», №12 «Технология мониторинга и прогнозирования состояния атмосферы и гидросферы», №30 «Технологии создания электронной компонентной базы».

Основные научные положения, выносимые на защиту: 1. Комплекс технологических процедур на основе локального окисления ультратонких металлических пленок, позволяющий формировать наноразмерный рельеф и низкоразмерные

функциональные проводящие структуры. Основу комплекса составляют:

- физический эффект локального окисления и/или разогрева проводящего квазиодномерного проводника протекающим током;

- возможность селективного удаления продуктов реакции при окислении ультратонких углеродных пленок.

2. Метод формирования в ультратонких металлических и углеродных пленках квазиодномерных проводников, обладающих островковым механизмом проводимости. Проведено экспериментальное доказательство переброски электронов через отдельные участки наносужения посредством автоэлектронной эмиссии и продемонстрировано, что ток может быть определен согласно закону Фаулера - Нордгейма. При этом полевое управление проводимостью в канале квазиодномерного проводника определяется изменением величины туннельного барьера между островками.

3. Результаты комплексного исследования методами сканирующей зондовой микроскопии функциональных характеристик углеродных нанотрубок в составе элементов наноэлектроники, в том числе:

неразрушающая визуализация нанотрубок в составе функциональных структур при наведении в нанотрубках электрического потенциала в двухпроходном режиме работы атомно-силового микроскопа;

- измерение угла хиральности и определение типа проводимости как отдельных углеродных нанотрубок, так и нанотрубок, находящихся в пучках, с использованием методов сканирующей туннельной микроскопии в стандартных условиях, позволяющие определить электрические свойства нанотрубок в составе функциональных элементов.

4. Групповые методы формирования планарных интегральных структур на основе углеродных нанотрубок и их композиций, определяющие технологические процедуры создания функциональных структур на основе квазиодномерных проводников и позволяющие исследовать функциональные характеристики элементов наноэлектроники на основе нанотрубок (транзисторов, логических вентилей).

5. Результаты комплексного исследования функциональных характеристик наноструктур на основе углеродных нанотрубок в

зависимости от способа интеграции нанотрубок и факторов окружающей среды:

- показано, что контакт многослойных нанотрубок и сеток однослойных нанотрубок с золотыми электродами имеет омический характер при комнатной температуре, тогда как однослойные нанотрубки формируют контакт барьерного типа;

- продемонстрирована стабильность статических электрических характеристик структур на основе углеродных нанотрубок при их облучении пучками электронов (дозой 106 рад) и нейтронов (дозой 5-Ю12 нейтрон/см2).

6. Результаты комплексного исследования функциональных характеристик сенсорных структур на основе углеродных нанотрубок. Показано, что:

- увеличение влажности приводит к уменьшению количества носителей заряда в элементах на основе однослойных нанотрубок; увеличение проводимости структур происходит при формировании дополнительных каналов проводимости при влажности выше 40%;

- взаимодействие молекул газа акцепторного и донорного типа с сенсорной структурой происходит в два этапа: прохождение сквозь слой адсорбата на нанотрубке и физическая сорбция молекул на нанотрубке;

- изменение проводимости пленок нанотрубок (толщиной несколько десятков нанометров) определяется не только изменением концентрации адсорбируемых газов, но и характерными параметрами массы и энтальпии испарения молекул газа.

Личный вклад автора

Концепция диссертации, формулирование цели и постановка решенных в ней задач отражают творческий вклад автора и его точку зрения на рассматриваемую проблему. Основные результаты диссертации, представленные в разделе «Научная новизна» и вынесенные на защиту, получены лично автором. Результаты исследований, изложенные в главе 2, были получены при активном участии Н.В. Корнеева; результаты, изложенные в главе 3, получены при активном участии А.Н. Булатова; результаты, изложенные в главах 4 и 6, получены при активном участии A.A. Строганова; результаты, изложенные в разделе 2.2.4, получены при активном участии C.B. Хартова. Большинство из полученных экспериментальных

результатов, а также теоретические расчеты были обсуждены с проф. В.К. Неволиным. Исследования радиационных эффектов в элементах наноэлектроники были проведены совместно с проф. Д.В. Громовым (Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»). Во всех совместных работах автор участвовал в постановке задач, разработке методик исследования и технологических подходов, написании статей, докладов и патентов, а также представлял результаты исследований на научно-технических конференциях.

Автор глубоко признателен за поддержку и помощь в выполнении исследований вышеотмеченным коллегам, а также сотрудникам НОЦ «Зондовая микроскопия и нанотехнология» МИЭТ.

Апробация работы

Большая часть материалов диссертационной работы была получена при выполнении исследовательских проектов в рамках следующих грантов: Президента РФ для молодых ученых - кандидатов наук № МК-1810.2005.8 и № МК-3132.2007.8; Рособразования ГК № П1534, 01200106723, 01980003510; РФФИ № 08-08-08138-з; Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере № 6486р/9120; Роснауки РФ № 02.513.11.3081; МКНТ №1.1.100.

Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, и ее научные положения докладывались на российских и международных конференциях, семинарах и научных сессиях, форумах: Международная крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (Севастополь, Украина, 2000, 2008); Международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники» (Таганрог, 2000, 2006); Международная научно-техническая конференция «Электроника и информатика» (Зеленоград, 2000, 2002, 2005); Всероссийская научно-техническая конференция «Микро- и наноэлектроника - 2001» (Звенигород, 2001); Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (Москва, 2001, 2002, 2004); «Nano and giga challenges in microelectronics research and opportunities in Russia» symposium and summer school (Moscow, 2002); Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 2002, 2003); II Всероссийская научно-техническая дистанционная конференция «Электроника» (Москва, 2003); Международная конференция «Химия твердого тела и

современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск, 2004, 2007, 2008); Международная конференция «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология» (Москва, 2004, 2006); II Russian-Japanese seminar «Perspective technologies, materials and equipments of solid-state electronic components» (Moscow, 2004); I France-Russian Seminar «New achievements in material science» (Nancy, France, 2004); Biennial international workshop «Fullerenes and atomic clusters» (St.-Petersburg, 2005, 2007, 2009); International conference "Micro- and nanoelectronics -2005" ICMNE-2005 (Moscow, Zvenigorod, 2005); XV Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел, Черноголовка, 2007; Научная сессия МИФИ-2008 (Москва, 2008); Ninth Internetional Conference on the Science and Application of Nanotubes (Montpellier, France, 2008); Международный форум по нанотехнологиям (Москва, 2008, 2009);. Международная научно-техническая конференция «Микроэлектроника и наноинженерия-2008» (Зеленоград, 2008); International conference «Nanomeeting 2009» (Minsk, 2009); International conference «Nanobiophysics: fundamental and applied aspects» (Kharkov, Ukraine, 2009).

Результаты исследований в области разработки технологической базы формирования углеродных наноструктур для электронной техники были удостоены премии Правительства Российской Федерации 2009 года в области науки и техники для молодых ученых и золотой медали на Международном салоне промышленной собственности «Архимед-2008» (Москва, 2008 г.).

Публикации

Основные результаты исследования, проведенного автором, изложены в 61 опубликованной работе, в том числе 22 статьях в журналах, рекомендованных ВАК России, 32 материалах всероссийских и международных конференций, и 4 патентах РФ на изобретения. Основные положения диссертационного исследования полностью представлены в опубликованных работах.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка сокращений, списка использованных источников и приложения. В приложении приведены акты внедрения результатов диссертационной работы. Материал диссертации изложен на 349 страницах, включает

151 рисунок и 12 таблиц. Список литературы содержит 317 источников, включая 63 работы с участием автора.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы и основные задачи, определена научная новизна работы и ее практическая значимость. Приводятся основные положения и результаты, выносимые на защиту, перечислены конференции и симпозиумы, на которых были апробированы основные результаты работы и ее научные положения.

В первой главе рассмотрена классификация основных типов квазиодномерных проводников, проведен анализ основных методов создания планарных низкоразмерных структур и рассмотрены исторические этапы исследования электрических свойств одномерных проводников.

Низкоразмерные Ш-структуры (квазиодномерные проводники) можно разделить на пять условных типов, в зависимости от материала, и технологических принципов их формирования: металлические нанопровода (наноконтакты), нанотрубки, молекулярные провода, 2Б провода (гетероструктуры), полупроводниковые нанопровода.

Исторически первые результаты по формированию квазиодномерных проводников и исследованию их квантовых свойств при комнатной температуре были продемонстрированы независимо группами ученых во главе с Н. Гарсиа (Испания) и В.К. Неволиным (СССР) в 1989 году. Гарсиа наблюдал квантование проводимости в металлических наноконтактах между иглой туннельного микроскопа и подложкой, Неволин проводил аналогичные эксперименты с молекулярными проводниками. Одновременно Р. Ландауер (США) предложил описывать приводимость в квантово-механическом прозрачном проводнике, находящемся между двумя электродами, в модели свободных электронов и ввел термин «кванта проводимости».

В 1991 году группы под руководством С. Иидзима (Япония) и Л.А. Чернозатонского (Россия) независимо обнаружили и исследовали Ш-форму углерода: длинные нанообразования, названные «нанотрубками». Данные структуры состоят из сетки атомов углерода, расположенных в форме гексагонов, и могут рассматриваться как цилиндр, скрученный из планарной графитовой плоскости под произвольным углом (углом хиральности).

Благодаря своим геометрическим, физическим и химическим свойствам квазиодномерные проводники рассматриваются в качестве перспективных материалов в электронике (в составе активных и пассивных компонентов), наносистемной и сенсорной технике, в качестве наполнителей для различного рода композитов. Последующие двадцать лет шел непрерывный процесс поиска методов и разработки технологий интеграции квазиодномерных проводников в состав компонентов функциональных структур планарной наноэлектроники. Развивались как традиционные методы групповых технологий обработки структур на субмикронном уровне: глубокий ультрафиолет, электронная и ионно-лучевая литография, - так и альтернативные: зондовые методы, методы самоорганизации при химическом осаждении из газовой фазы.

При переходе к совмещению методов традиционной технологии и процессов формирования ианопроводных элементов возникает ряд ограничений: топологическая совместимость, обеспечение надежности интеграции нанопроводов со структурами традиционной электроники, определение функциональных характеристик наноструктур в составе рабочих элементов. Стремление решить данные задачи, разработав физико-технологический базис планарных квазиодномерных структур наноэлектроники и способов формирования функциональных устройств посредством интеграции квазиодномерных проводников с использованием групповых методов традиционной микроэлектроники, определило тему диссертационной работы.

Во второй главе представлены результаты разработки физико-технологических основ формирования планарных элементов наноэлектроники в тонких проводящих пленках.

Рассмотрены ключевые аспекты технологии формирования планарных тонкопленочных проводящих наноструктур. При переходе от вертикальной технологии формирования металлических наносужений при механическом растяжении или химическом травлении монокристаллического материала и перестройке его атомарной структуры к тонкопленочной планарной технологии формирования квазиодномерных проводников существенное влияние оказывает качество подложки и методы нанесения пленок.

При формировании на поверхности оксида кремния титановых пленок толщиной 10 нм при термическом и импульсно-плазменном нанесении формируются поликристаллические (с шероховатостью поверхности 0,22 нм) и аморфные (шероховатость - 0,12 нм) пленки

соответственно. В данных пленках возможно получение квазиодномерных проводников, тем не менее, планарное ограничение их размеров не может быть обеспечено традиционными методами литографии. Альтернативными методами обработки материала на нанометровом уровне являются электрохимические методы зондовой литографии. Была разработана модель электрохимического окисления проводящих структур, учитывающая действие переменного тока электронов с проводящего зонда. Электрохимическая реакция для пленок титана может происходить по формуле:

П + 2 Н20 = ТЮ2 + 4е~ + 4#+• В случае учета изменения электрического поля в растущем диэлектрике закон нарастания толщины окисной пленки с?0 со временем будет иметь следующий вид:

где

о8ге

и и - среднее напряжение между зондом и проводящей пленкой, II* • напряжение начала процесса анодирования, поскольку электрохимическая реакция окисления имеет пороговый характер, 10 -начальный ток через металлическую пленку без окисла, 5- площадь поверхности зонда, с которой осуществляется эмиссия, е -относительная диэлектрическая проницаемость пленки окисла, х ~ электрохимический эквивалент окисления пленки, - эффективность тока, затрачиваемая на окисление, а - объемная проводимость проводящей пленки. В соответствии с (1) толщина оксида с!0 увеличивается со временем неограниченно. Лимитирующим фактором в данном случае будет являться толщина исходной пленки металла, максимальное значение которой в работе не превышало 10 нм, и которая определяет максимально возможную толщину оксида (10тах. На рис. 1 приведено сравнение зависимостей толщины выступающего над поверхностью оксида металла, полученного при окислении ультратонкой пленки титана в импульсном режиме с длительностью импульсов от 2 до 10 мс: экспериментальной, рассчитанной в приближении постоянной напряженности электрического поля в оксиде [1] (для напряженности электрического поля 2,8-106В/см) и по формуле (1), - для следующих параметров процесса /=4.86'10"5 см3/(А'с), £=150, радиус острия кантилевера г=20 нм, 1/ег=500мкС)м-см, £/*=2В,

U= 4В. При этом величина напряженности была вычислена эмпирически. Экспериментальная зависимость нарастания толщины оксида хорошо аппроксимируется с линейным законом, что соответствует выражению (1) для случая малых токов окисления.

Таким образом, определяющими параметрами формирования нанорельефа с заданными размерами на ультратонких пленках проводящих материалов являются: величина приложенного напряжения и площадь поверхности реакции. Помимо этого, на процесс локального анодного окисления (JIAO) ультратонких пленок в атомно-силовом микроскопе (АСМ) влияют как параметры работы самого микроскопа (сила давления зонда, кулоновское притяжение), так и свойства обрабатываемого материала. Электролитом для прохождения реакции анодирования может являться тонкий слой адсорбата на поверхности, толщина которого контролируется общей влажностью в реакционной камере.

10

8

0.

J 1 '" 1 1

/ ~l-exp(-at)

- / •

/ * ' 1 1 1 t

Рис. 1. Зависимость нарастания толщины окисной пленки со временем при постоянной (сплошная) и изменяющейся напряженности электрического поля (пунктирная) в оксиде. Нанесены

экспериментальные точки значений толщины оксидной пленки

0

2 4 б 8 10

I, мс

Толщина оксида на ультратонких пленках зависит от основных технологических параметров: времени окисления, амплитуды напряжения между зондом и пленкой, относительной влажности. Результирующая толщина оксида А120з на рис. 2 согласуется с теоретической толщиной, определяемой соотношением масс и плотностей исходного металла и результирующего оксида, и равна 18 нм для системы А1/А120з. При этом роль подложки учитывается, если она также подвержена электрохимическому окислению (в случае ОаАв).

Предложена модель зависимости толщины формируемого оксида от влажности с учетом изменения площади области контакта сегмента зонда, смоченного адсорбатом на поверхности и изменения числа

электронов, участвующих в процессе окисления, а, следовательно, увеличения начального тока через металлическую пленку. Тогда выражение для зависимости толщины оксида от относительной влажности х с учетом малых токов окисления будет иметь следующий вид:

теУ .К

Л о

4 тггР

где F - коэффициент, определяющий связь между относительной влажностью и величиной адсорбата на поверхности. Для металлов параметр ^-0.05 нм в диапазоне влажности от 30% до 70%. Рис. 2. Зависимость высоты

20

оксида от относительной влажности для пленки А1 толщиной 5 нм на подложке для значений амплитуды напряжения: ♦- 4 В, 5 В, Ж - 6 В. Расчетная зависимость приведена пунктиром

П5

110 го

20 30 40 50 60 Опт. Влажность (%)

Результатом проведенных исследований явилась разработка технологических основ формирования проводящих наносужений в тонких металлических (А1, Та, Т1) и углеродных пленках с использованием методов традиционной микроэлектроники и атомно-силовой литографии. На первой стадии в тонких аморфных пленках

анодно-окисляемых материалов толщиной до 10 нм с использованием оптической или электронной литографии создается рисунок с шириной линии менее 1 мкм. Методами локального анодного окисления происходит сужение проводящего канала за счет формирования диэлектрических областей (рис. 3).

Предложена методика

Рис. 3. Вид титановой дорожки после ЛАО; а - подложка 8102/81, Ь - аморфный с - оксид

локального окисления,

индуцированного током (ЛОИТ) в сужении, созданном в процессе

JIAO, и основанная на протекании больших плотностей тока в зазоре диаметром менее 50 нм. Данная схема позволяет проводить равномерный нагрев места окисления, что предотвращает образование дефектов в структуре в результате термоудара. Более того, сам процесс окисления длится несколько миллисекунд, а результат его можно контролировать по изменениям в зависимости тока от напряжения.

Считая, что все выделяющееся тепло идет на нагрев проводящего мостика с наносужением, можно оценить величину температуры Ттах в центре проводника. Для титанового сужения шириной 50 нм и длиной 200 нм при протекающем токе 200 мкА в центре наносужения величина Т,„ах будет не ниже 400 °С. На рис. 4 приведено АСМ-изображение проводящего канала до проведения ЛОИТ, и изменение зависимости тока от напряжения, приложенного к электродам, при прохождении этапов формирования квазиодномерного проводника.

а б

Рис. 4. АСМ изображение наносужения в Ti пленке перед проведением ЛОИТ

(а); б - изменение вольтамперной характеристики при формировании наноконтактов: 1- исходная Ti дорожка; 2- после ЛАО; 3, 4-после первого и второго токового воздействия В работе было предложено провести анализ и сопоставление полученных АСМ данных и сопротивления структур на основе теории Дингла [2] для проволоки, с учетом того, что параметр Фукса равен нулю, то есть отражение от поверхности проводящего канала имеет полностью диффузионный характер. Тогда можно определить точку перехода ультратонких пленок при ЛАО из сплошного квазиодномерного проводника к островковому проводнику. На рис. 5 приведена зависимость удельного сопротивления от эффективного размера канала, сформированного в титановой пленке: до величин порядка 20 нм зависимость сопротивления структуры подчиняется

правилу Маттиссена [2] для сплошных пленок. При дальнейшем уменьшении поперечного размера канала образуются островки проводимости.

Таким образом, использование аморфных, либо поликристаллических пленок, позволяет формировать проводящие каналы, проявляющие эффекты размерности в проводимости, тем не менее, данные эффекты связаны с фононным рассеянием и диффузией на границах.

1000

£

£. юо

Оаромкчтий пршишшн" ,

Сплошной проводник

Рис. 5. Размерный эффект в проводимости металлического наносужения в ультратонкой пленке титана: зависимость удельного сопротивления проводника в пленке от эффективного размера

проводящего канала (точки). Пунктирные линии -

1 ю юо 1 ооо аппроксимация

}фф, ртчер канат им

Основным результатом второй главы является разработка физико-технологических основ формирования квазиодномерных структур с обеспечением качества поверхности проводящего канала при планарной реализации.

В третьей главе представлены результаты применения разработанных физико-технологических основ для формирования планарных элементов электроники на основе квазиодномерных проводников в металлических и углеродных пленках, а также результаты исследования их электрофизических характеристик.

На рис. 6 приведено изображение корпусированного кремниевого кристалла со сформированным квазиодномерным проводником в титановой пленке и его вольтамперная характеристика. Наблюдение квантовых свойств квазиодномерных проводников затруднено в виду несовершенства их структуры. Плавность перехода электродов к сужению накладывает ограничение на транспорт носителей заряда через канал из-за отражения баллистических электронов на границах перехода. Качество поверхности квантового провода также оказывает влияние на наблюдение квантовых свойств, особенно при комнатных температурах, когда рассеяние на поверхности вызывает размывание спектра поперечного квантования в проводнике. Дополнительное

ограничение на наблюдение квантования проводимости в квазиодномерных проводниках оказывает подложка в виде заключенных в ней поверхностных состояний, размывающих уровни энергии в проводнике. Все вышеперечисленные факторы приводят к появлению дополнительных состояний вблизи спектра квантования энергии носителей заряда, что является причиной размывания дискретных уровней в наносужениях и образованию проводов с «мутной» квантовой проводимостью. Хвосты состояний на дискретных уровнях могут перекрываться, и в результате на вольтамперных характеристиках (ВАХ) затруднено наблюдение квантования проводимости в чистом виде.

(¡1Ш

/, .11кЛ

и, В

Рис. 6. Лабораторный образец планарного двухэлектродного элемента на основе титанового квазиодномерного проводника в стандартном СВЧ-корпусе КТ-22 (а), ВАХ и дифференциальная проводимость (увеличенный масштаб) (б)

Предложена модель проводимости металлического квазиодномерного проводника островкового типа, когда провод состоит из островков проводимости, разделенных туннельно прозрачными барьерами. Данная модель справедлива для проводников, формируемых в тонких металлических пленках, представляющих собой аморфную или поликристаллическую структуру. Проводимость между островками осуществляется за счет автоэлектронной (холодной) эмиссии и ток может быть определен согласно закону Фаулера - Нордгейма (рис. 7а). Сравнение эмпирических данных с расчетными дает следующие значения для расстояния между островками с1) и площади эмиссии 5,: 6?,=0,37 нм, ^,=0,9-10"3 нм2, что соответствует площади эмиссии с единичного атома.

В случае присутствия внешнего поперечного электрического поля,

выражение для тока в квазиодномерном проводнике может быть записано в следующем виде:

/(гус,„гу3) = дс/с„+ас/3)2ехр

Д(0,935 - С(Цси + аУ,)) и„,+аи.

(3)

где иси, из - разность потенциалов между стоком и истоком и потенциал на затворе соответственно, а - учитывает факт перераспределения электрического поля затвора в связи с наличием диэлектрического слоя между островковым проводником и затвором, А, В, С - учитывают параметры островкового проводника и не приводятся в явном виде. На рис. 76 приведены расчетные графики зависимости тока от приложенного к структуре напряжения для различных потенциалов на затворе.

0.5 1 1.5 Напряжение иа,,в

Рис. 7. Электрические характеристики двухэлектродных (а, 1 -экспериментальная, 2 - расчетная) и трехэлектродных структур (б) на основе квазиодномерных металлических проводников

Предложена и реализована концепция полевого транзистора на основе квазиодномерных проводников в металлических и углеродных ультратонких пленках. На основе групповых методов микроэлектроники был реализован технологический маршрут изготовления полевого транзистора (рис. 8а). Возможность формирования электрода для исследования полевого эффекта в проводимости обеспечивалась за счет высоколегированной кремниевой подложки, либо бокового металлического электрода. Управление поперечным электрическим полем проводимостью квазиодномерного проводника возможно при вытеснении из зоны проводимости уровней

энергии поперечного квантования баллистических электронов. Наиболее эффективно это можно сделать для одномодового провода, уровень энергии которого лежит несколько ниже энергий Ферми электродов - берегов.

, м

/., пЛ

Чет В

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 б

Рис. 8. Топография танталового креста после ЛАО (а) и вольтамперные характеристики квазиодномерного канала с шириной < 30 нм для различных значений потенциала на боковом электроде (б). Токи утечки меньше 1 нА

Механизм полевого управления проводимостью в канале может быть также связан с изменением величины туннельного барьера между островками. Приведенные на рис. 86 вольтамперные характеристики для отрицательных значений потенциала на затворе подтверждают сделанное предположение. Для качественного анализа полевого эффекта можно найти эмпирические коэффициенты в выражении (3) на основе рис. 86. Тогда для А=0,005 А/В2, 5=12 В, С=6 и а=0,05 семейство расчетных ВАХ имеет вид (рис. 76). Таким образом, эффективность управления внешним полем из-за высокой диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя даже в условиях островковой проводимости низка и составляет 0,05, что требует приложения высокого потенциала к затвору для наблюдения внешнего управления.

В качестве подтверждения выдвинутых во второй и третьей главах положений был реализован маршрут формирования структур с полевым эффектом на основе тонких углеродных пленок. Отличительной особенностью углеродных пленок является образование летучих компонентов при ЛАО, что позволяет создавать идеальные барьерные слои. Тем не менее, используемые в работе пленки аморфного углерода являются термически менее стабильными в атмосфере воздуха по сравнению с пленками металлов, покрытых слоем оксида. Применение низкоразмерных структур, обладающих кристаллическим совершенством, таких как графены и нанотрубки, позволит улучшить

параметры стабильности элементов наноэлектроники на основе углерода.

Результатом третьей главы является разработка физико-технологических основ формирования функциональных структур на основе металлических и углеродных квазиодномерных проводников, и результаты исследования их статических электрических характеристик.

Четвертая глава посвящена разработке и исследованию физико-технологических принципов интеграции углеродных нанотрубок в состав функциональных элементов с использованием групповых методов микроэлектроники, а также развитию методов зондовой микроскопии для визуализации и исследования квазиодномерных проводников в составе функциональных элементов.

Отличительной особенностью углеродных нанотрубок является возможность манипулирования отдельными молекулами при формировании структур на их основе. Методологически выделяются два процесса при интеграции нанотрубок: непосредственный рост нанотрубок в предопределенных точках схемы и манипулирование нанотрубками, созданными a priori. При этом в случае роста нанотрубок преимущество в виде предопределенного положением катализатора центра формирования наноструктур нивелируется ограничением в выборе функциональных параметров получаемых структур и проблемами совмещения с традиционными технологическими процессами. Классификация основных методов позиционирования нанотрубок в составе электронных компонентов приведена на рис. 9. В работе рассматриваются вопросы манипулирования углеродными нанотрубками с использованием механических и электрокинетических методов.

Сила связи между подложкой и нанотрубкой составляет несколько десятков наноньютонов. Аналогичный порядок величины имеют и силы, возникающие между подложкой и зондом кантилевера. Таким образом, варьируя параметры силового взаимодействия между кантилевером и нанотрубками при планарном микромеханическом манипулировании нанотрубок, возможна реализация двух процессов: перерезание и передвижение макромолекулы. Полученные данные о силах взаимодействия между нанотрубкой и поверхностью позволили разработать методы электрокинетического позиционирования и манипулирования углеродными нанотрубками при формировании интегральных структур наноэлектроники, основанные на возможности поляризации углеродной нанотрубки во внешнем электрическом поле

[3]. Предложенные технические решения и конструктивные модели позволяют организовать условия, при которых возможно осаждение нанотрубок из растворов в предопределенных заданным шаблоном участках интегральной схемы. На рис. 10а представлена схема реализованной установки для диэлектрофореза нанотрубок на пластине, содержащей два краевых электрода, соединенных с набором токоведущих шин.

Методы интеграции углеродных нанотрубок

Химические

С\'Р рост

( Ил ^ .111! К111.' ГС V > Г 1,3 1 'КШИНОМ покерхнне V Ш )

Рис. 9. Основные методы позиционирования углеродных нанотрубок при создании элементов наноэлектроники

Была рассчитана физическая модель и предложена соответствующая топология электродов (рис. 106, г), позволяющая контролируемо высаживать одиночные нанотрубки (пучки) (рис. 10в) или сетки пучков нанотрубок (рис. 10д). Управление процессом осаждения нанотрубок осуществляется за счет регулирования параметров диэлектрофореза (частоты и амплитуды приложенного напряжения), а также геометрии электродов. При этом возможно получение одиночной нанотрубки между электродами за счет самоостановки процесса диэлектрофореза при возникновении токового канала и уменьшении соответственно величины электрофоретической силы в зазоре.

На основе предложенного технологического базиса была разработана конструкция тестовой структуры на основе нанотрубок для оценки радиуса закругления острий кантилеверов, проведены

испытания на нескольких типах зондов АСМ: промышленных кантилеверах, сверхострых кантилеверах вискерного типа и зондов, полученных электрохимической заточкой вольфрама. При исследовании в атомно-силовом микроскопе наноразмерных объектов, таких как нанотрубка, возникает ситуация, когда на изображение нанообъекта накладывается изображение острия иглы АСМ. В случае, если размер объекта меньше размера радиуса острия зонда, может происходить полная конволюция острия зонда, и размер острия может быть вычислен на основе изображения полученного нанообъекта. Таким образом, нанотрубки с a priori известными геометрическими размерами могут служить тестовым образцом для определения радиуса закругления острия кантилевера.

Рис. 10. Схема лабораторной установки диэлектрофореза углеродных нанотрубок на пластине (а). Диэлектрофорез углеродных нанотрубок в зазоре шириной 4 мкм (б - расчет напряженности поля, в - АСМ-изображение) при приложении разности потенциалов 5В и частоте 100 кГц; в зазоре шириной 16 мкм (г - расчет напряженности поля, д - АСМ-изображение) (амплитуда - 20 В,

частота 100 кГц)

Одной из проблем при визуализации углеродных нанотрубок в составе интегральных структур является не только искажение изображения нанотрубок вследствие конволюции острия зонда, но и их физическая модификация в результате силового воздействия кантилевера. Разработанная методика микроскопии индуцированного электрического поля на воздухе позволяет производить визуализацию нанотрубок с минимальным разрушающим воздействием со стороны кантилевера. Методика решает задачу проводника, внесенного в зазор между обкладками конденсатора, и учитывает присутствующий адсорбат на поверхности исследуемой структуры. В этом случае

амплитуда резонансных колебаний кантилевера, инициированная переменным электрическим полем с частотой, равной половине резонансной, будет пропорциональна:

{X, Y,Z)~^±-x—(X,Y,Z)'-" 4 8Z

и,2

с

(4)

Сг-с/)2 (с,+Сху)2

где d - совокупная толщина адсорбата между острием зонда и поверхностью образца, Uj - амплитуда приложенного напряжения между зондом и основанием образца, Z - расстояние между острием зонда и поверхностью образца, С, Сх,у - емкость образца и поверхности соответственно.

При сканировании структуры, содержащей нанотрубки, радиус сечения которых меньше радиуса зонда и меньше шага сканирующего зондового микроскопа, возможна визуализация («засвечивание») в микроскопии электрического поля изображения нанотрубки, тогда как в режиме топографического контраста нанотрубка остается, практически, не заметна для иглы АСМ (рис. 11).

В результате разработки физических принципов зондовой нанотехнологии в формировании и исследовании структур на основе углеродных нанотрубок были впервые обнаружены зондовыми методами углеродные нанотрубки, полученные при холодной деструкции графита (рис. 12). Данные нанотрубки могут быть как в виде отдельных волокон, так и виде разветвленных

структур, что связано с расщеплением графита в процессе получения не только на отдельные атомарные плоскости, но и с разрывом С-С связи внутри графена с образованием механических напряженностей, приводящих к образованию нанотрубок ветвящегося типа.

Методы зондовой микроскопии позволяют определять электрофизические характеристики углеродных нанотрубок. В работе развиты методы сканирующей туннельной микроскопии для

Рис. 11. Топография (а) и картина изменения амплитудного контраста (б) участка электродов с нанотрубкой при сканировании кантилевером с Я ~10 нм и шагом сканирования 30 нм

определения геометрических параметров (угол хиральности и диаметр) отдельных нанотрубок, находящихся в стандартных условиях (атмосферное давление и состав, комнатная температура) (рис. 13).

а б

Рис. 12. АСМ- изображения нанотрубок, полученных методом холодной деструкции графита: одиночная (а) и ветвящаяся нанотрубка (б)

Л

» SV> tl , . - * • ?J- r , • =< * - , ,

1 ' * i- f >J i «Ч* .■ - ■ - .

Таблица 1. Параметры атомарной структуры углеродных нанотрубок

6>,° N W, Я, d-WH, rfjv,

нм нм нм нм

1.5 8 2,5 0,43 1,04 1,36

2 4 1,8 0,22 0,62 0,63

Рис.13. Измерение угла хиральности для одиночных нанотрубок

В случае сканирования нанотрубки в туннельном режиме, силы, как было показано ранее, составляют десятки наноньютонов, что приводит к деформации трубочной основы, которая усугубляется за счет давления иглы через адсорбат - «самосжатый» режим туннелирования. В таблице 1 приведены значения, полученные непосредственным измерением ширины и высоты видимой части нанотрубок на подложках, где © - угол хиральности, N - число видимых атомов, - ширина изображения, Я - высота изображения,

- диаметр нанотрубки, рассчитанный из эллиптического сечения, полученного при «самосжатом» режиме сканирования, - диаметр нанотрубки, рассчитанный исходя из числа атомов. Полученные расчетные результаты согласуются между собой с точностью до 30%, что в условиях размеров наблюдаемых структур составляет менее 0,3 нм.

В пятой главе описаны разработанные конструктивно-технологические основы создания элементов наноэлектроники на основе углеродных нанотрубок. Разработан технологический маршрут изготовления простейшего активного элемента на основе углеродной нанотрубки и пучка нанотрубок, приведены конструктивные варианты реализации схем инверторов, проанализированы физические механизмы, лежащие в основе работы данных устройств.

При реализации технологического маршрута с использованием процессов традиционной технологии необходимо обеспечить надежный интерфейс между углеродной нанотрубкой и токоведущей шиной. В зависимости от условий эксплуатации прибора должны быть обеспечены: либо надежный омический контакт, либо контакт, реализующий активные функции прибора (Шоттки, туннельный, эмиссионный). Надежность и стабильность в данном случае являются критическими параметрами.

На рисунке 14 приведена схема сечения по топологическим слоям тестового кристалла для исследования основных

параметров УНТ в составе электронных схем. Роль управляющего нижнего затвора может выполнять либо высоколегированная подложка, либо сформированный тонкий слой металла под диэлектриком, контакты к нанотрубкам реализованы за счет тонких металлических (не более 20 нм) или углеродных (до 10 нм) пленок. На данных структурах были проведены измерения электрических свойств различных нанотрубок: однослойных, двухслойных, многослойных и их пучков.

Отличительной особенностью пучка углеродных нанотрубок является возможность присутствия в нем, как нанотрубок металлического, так и полупроводникового типа. Использование предложенных конструктивных методов повышения качества СТМ-

Аи'И (200 нм) _АиТ1 (20 ИМ)

• ЯЮ, (100км)

Рис. 14. Схема топологических слоев тестового кристалла

визуализации атомарной структуры углеродных нанотрубок позволило определить электрофизические параметры углеродных нанотрубок в пучке (рис. 15).

Рис. 15. СТМ изображение атомарной структуры нанотрубок в пучке. На вставках: СТС зависимости соответственно нанотрубок 1 и 2

Впервые методами сканирующей туннельной спектроскопии (СТС) в стандартных условиях было продемонстрировано, что углеродные нанотрубки в пучке могут обладать различными электрофизическими свойствами: полупроводниковыми или металлическими. Таким образом, при контакте туннельного зонда с металлической нанотрубкой вид зависимости тока от приложенного напряжения имеет принципиально омический закон с небольшой нелинейностью в области нуля, обусловленной туннельным барьером; при контакте с нанотрубкой полупроводникового типа - нелинейность более существенна, что связано с присутствием запрещенной зоны в энергетическом спектре нанотрубок.

На основе пучка однослойных углеродных нанотрубок реализован макет полевого транзистора (рис. 16). Предложен механизм токового удаления нанотрубок металлического типа, за счет импульсного пропускания больших плотностей тока. Проводимость полученного элемента изменяется на три порядка, при изменении потенциала внешнего поля на затворе от -10 до +10 В, что связано с большой толщиной диэлектрика (рис. 17). Из рис. 17 можно определить пороговое напряжение УПОр = 2В и при нулевом потенциале на заторе (приводимость С(Узи=0В) = 90 нСм) для структуры с длиной канала

2 мкм подвижность может быть рассчитана как /и = 1800 см2/В-с.

НА

По*м»члао мг«орй (В): -5-2 0*1 +2 »5

а б

Рис. 16. АСМ - изображение макета полевого транзистора на основе пучка ОСНТ (а) и вид его вольтамперных характеристик (б)

/, нА G вСм

юно Рис. 17. Зависимость тока и проводимости макета транзистора на основе пучка ОСНТ от напряжения на затворе при иСи = 50мВ

10

10 -8-6 < ? о г 4 " i; am (Ли, В

Основываясь на полученных данных можно рассчитать функциональные свойства транзистора, например, предельную тактовую частоту, используя традиционное приближение кремниевой технологии для МОП-транзисторов [4]. Тогда для напряжения питания 10 В имеем предельную тактовую частоту:

/г = Ю~4 — Гц» сн

где с„ - емкость нагрузки (Ф). И для емкости нагрузки 0,5 пФ получаем предельную тактовую частоту транзистора на нанотрубке 0,2 ГГц.

Реализация элементарного логического вентиля - инвертора на основе полевого ОСНТ-транзистора с линейной нагрузкой демонстрирует перспективы применения нанотрубок в качестве

основных компонентов элементов наноэлектроники (рис. 18). Тем не менее, на данный момент высоки потери на контактном сопротивлении между нанотрубкой и электродом. В случае логического уровня единицы и'вх ~2В ни в одном из логических уровней не происходит полного переключения, тем не менее, коэффициент передачи в этом случае максимален для предложенной схемы реализации и равен 0,75. Однако в обоих логических состояниях через элементы текут токи, что увеличивает их потребляемую мощность. При переходе к динамическим исследованиям, несмотря на малую емкость, вносимую непосредственно нанотрубкой, ограничения на частотные характеристики оказывают элементы традиционной разводки.

Основной механизм функционирования приборов в данном конструктивном исполнении основан на формировании барьеров Шоттки между нанотрубкой и материалом электрода. При уменьшении потенциала на затворе ит (считаем, что потенциал истока заземлен) барьер Шоттки становится тоньше в области контактов стока и истока. Одновременно происходит поднятие зон в теле нанотрубки. Рассеяние в проводнике выражается в падении напряжения по всей длине трубки. Соответственно при приложении положительного потенциала, смещение энергии Ферми происходит в противоположную сторону, что приводит к запиранию тока через контакты.

Интегральные схемы на основе углеродных нанотрубок могут обладать существенными достоинствами в ряду специальных приложений. Результаты проведенных в диссертационной работе исследований продемонстрировали стабильность характеристик при воздействии облучения электронами с дозой 10б рад и нейтронами 5Т012 нейтрон/см2, что связано с малыми размерами углеродных нанотрубок и стабильностью из кристаллической структуры. Тем не менее, заряды могут накапливаться в приповерхностных слоях диэлектрика, что влияет на полевой эффект и изменяет основные электрические параметры элементов на основе углеродных нанотрубок.

(л... я*

Рис. 18. Передаточная характеристика ключа на основе пучка ОСНТ с линейной нагрузкой

4 I■'„. и

В шестой главе рассмотрены вопросы применения углеродных нанотрубок в составе чувствительных слоев сенсорных элементов.

Одно из непосредственных преимуществ углеродных нанотрубок как квазиодномерных проводников - возможность организации интерфейса между отдельными молекулярными структурами и схемами обработки информации. Данное свойство позволяет рассматривать нанотрубки в качестве перспективного материала сенсорных систем. В работе реализованы элементы на основе одиночных нанотрубок, их пучков и сеток и исследованы их электрофизические свойства в зависимости от температуры окружающей среды, влажности, а также концентрации различного рода примесей в атмосфере (аммиака, хлора и спиртов).

Проведены комплексные исследования температурных свойств структур на основе одиночных полупроводниковых однослойных нанотрубок, их сеток и многослойных нанотрубок. Сопротивление структур на основе многослойных УНТ и сеток УНТ, лежащих на тонких углеродных электродах, уменьшается на ~25% при увеличении температуры от 25 до 210 °С, имеет активационный характер и определяется контактным сопротивлением между нанотрубками и электродами. Сопротивление структур на основе однослойных УНТ полупроводникового типа, лежащих на тонких углеродных электродах, уменьшается на 80 % при увеличении температуры от 25 до 210 °С при потенциале затвора 10 В. На рис. 19 приведена зависимость нормированного сопротивления структуры (где ЦТ) - значение сопротивления при температуре Т, И(ТК0МН) - при комнатной температуре) от обратной температуры.

Предложена модель транспорта в системе нанотрубка / электроды на основе термоэлектронной эмиссии (эмиссии Шоттки): когда два объекта расположены очень близко друг к другу, высоту барьера можно значительно снизить перекрытием потенциалов сил изображения, благодаря чему сопротивление уменьшается экспоненциально в зависимости от высоты потенциального барьера между проводящими объектами. Если расстояние между нанотрубкой и электродом достаточно мало (доли нм), то энергия активации Еа, может оказаться достаточно малой. При наложении внешнего поля Е между нанотрубкой и электродами (эмиссия Шоттки) энергия активации станет еще меньше. Таким образом, эмиссия Шоттки между нанотрубкой и электродом приводит к экспоненциальной зависимости сопротивления от величины, обратной температуре. Это означает омическое поведение в области

слабых полей и зависимость вида ехр {4Ё) при больших напряженностях поля.

1000/Т, кх

Рис. 19. Изменение сопротивления структур на основе нанотрубок в зависимости от температуры (для каждой кривой указана расчетная величина энергии активации). Напряжение сток-исток 11си =30 мВ

Из рис. 19 можно найти, что энергии активации сеток нанотрубок и многослойных нанотрубок близки и составляют соответственно 17 и 21 мэВ, что обусловлено доминированием металлического типа проводимости в данных структурах. Таким образом, как и следовало ожидать, при комнатной температуре наблюдается омическое поведение проводимости в области слабых токов. В случае нанотрубок с преобладающим полупроводниковым типом проводимости (рис. 20, кривые 3, 4) барьер Шоттки оказывается выше и составляет 34 мэВ. В случае полевого эффекта при приложении внешнего электрического поля, возможно увеличение барьера Шоттки почти в 3 раза. Было обнаружено, что сопротивление структур при температуре выше 100 °С слабо зависит от потенциала затвора, что связано с понижением барьера Шоттки в области контакта полупроводниковой УНТ и электрода.

Проведено исследование влияния изменения относительной влажности на электрические свойства структур на основе одиночных однослойных УНТ и их сеток, сформированных различными методами. Показано увеличение сопротивления структур на основе одиночных УНТ полупроводникового типа на 55% при изменении влажности на 20%, что объясняется компенсацией дырочных носителей электронами, внесенными адсорбированными молекулами воды. Чувствительность

сопротивления структур на основе сеток однослойных УНТ к изменению влажности меньше, определяется плотностью сеток и может иметь величину до 0,15% для сеток плотностью 1-5 УНТ на мкм2 (рис. 20) и до 0,01% для сеток плотностью 10-50 УНТ на мкм2 при изменении относительной влажности воздуха на 1%.

Рис. 20. а - АСМ изображение участка перехода никелевого электрода (1) в ситалл (2) с высаженными из раствора ПАВ сетками УНТ; б - зависимость изменения сопротивления структуры при ступенчатом изменении относительной влажности

Таким образом, увеличение плотности пленки нанотрубок приводит к уменьшению чувствительности структуры к изменению относительной влажности. Тем не менее, при относительной влажности более 40% происходит перекомпенсация неосновными носителями заряда структур на основе плотных сеток нанотрубок, связанная с формированием дополнительных каналов проводимости, что приводит к резкому уменьшению сопротивления.

Для проведения комплексных исследований влияния примесных газов в атмосфере воздуха были использованы типы газов, обладающих донорными и акцепторными свойствами по отношению к основным носителям заряда в нанотрубках на воздухе (дыркам). Исследование влияния изменения концентрации аммиака было проведено для структур на основе сеток, сформированных диэлектрофорезом и высаживанием из раствора поверхностно активного вещества (ПАВ) (рис. 20а). Продемонстрировано, что чувствительность структур на основе углеродных нанотрубок определяется методикой высаживания нанотрубок и составляет 0.33% на 1 ррт аммиака при комнатной температуре для структур, высаженных из раствора ПАВ (рис. 21а). Для

структур, полученных электрофорезом, обнаружена минимальная чувствительность сопротивления, даже для концентрации 275 ррт.

а б

Рис. 21. Зависимость изменения электрических свойств структур на основе нанотрубок: а - при введении ЫН3 концентрацией 1-100 ррт; 2-150 ррт и 3275 ррт (стрелка указывает начало введения ЮТз); б - при введении хлора концентрацией 0,5 ррт

Теоретические оценки Чжао [5] для однослойных нанотрубок показывают, что наиболее энергетически выгодным является расположение адсорбированных атомов С1 и О над атомами С в нанотрубке с энергиями сорбции 6,9 и 4,9 эВ соответственно. Так как хлор обладает большей электроотрицательностью, чем кислород, то он может замещать кислород в местах его присутствия на нанотрубках. Таким образом наблюдается повышение проводимости структур на основе углеродных нанотрубок при введении хлора в атмосферу.

С использованием традиционного кинетического уравнения были вычислены константы адсорбции и десорбции аммиака на поверхности нанотрубок. Из рис. 22 можно видеть, что экспериментальные результаты хорошо согласуются с теорией кинетического процесса адсорбции. Константы адсорбции равны 0,31 и 0,33 мин"1 для температур 25 °С и 100 °С соответственно. Процесс десорбции имеет расхождение с кинетической теорией. Тем не менее, оценки зависимости изменения сопротивления структур после прекращения подачи ЫНз дают следующие значения для констант десорбции: 0,03 мин'1 для 25 °С и 0,09 мин"1 для 100 °С. Таким образом, при повышении температуры скорость изменения сопротивления структур при введении газа практически остается постоянной, чувствительность незначительно уменьшается, однако происходит более быстрое восстановление исходных параметров сенсорной структуры.

10 20 30 Время, мин

10 20 30 Время, мин

Рис. 22. Зависимость изменения сопротивления структур при введении 275 ррт NH3 для различных температур (серый цвет): а - 25 °С и б - 100 °С. Решение кинетических уравнений отдельно для адсорбции и десорбции газа (черный

цвет)

В работе продемонстрировано, что изменение проводимости структуры с пленкой нанотрубок при изменении концентрации паров спиртов определяется двумя факторами: поверхностной площадью сенсора при низких концентрациях паров и скоростью диффузии паров вглубь пленки при насыщении поверхности парами.

Исследование влияния изменения концентрации паров спирта было проведено для структур на основе толстых пленок УНТ (рис. 23а) и одиночных нанотрубок полупроводникового типа. Проводимость структур на основе пленок УНТ уменьшается на 30% при изменении концентрации паров спирта на 8 %о. (рис. 236). При этом скорость восстановления проводимости структур на основе пленок углеродных нанотрубок после сорбции паров спирта может возрастать в 25 раз при нагреве структур до 500 °С.

В случае сорбции спиртов на поверхности пленок углеродных нанотрубок можно оценить изменение проводимости структуры с использованием кинетического уравнения адсорбции молекул спиртов на поверхности. Тогда для линейного участка зависимости проводимости сенсорной структуры от времени в парах спиртов (рис. 236) изменение проводимости будет определяться не только изменением концентрации, но и характерными параметрами массы молекулы спирта т и энтальпии испарения исследуемых молекул газа

1 1 "с" —---- = ЛАсА/е~ кт , (5)

где А - коэффициент, определяющий свойства сорбирующей пленки (пропорционален диффузионному критерию Нуссельта, и обратно пропорционален поверхностной площади нанотрубок), С\>2-проводимость структуры до и после изменения концентрации паров спирта в атмосфере на Ас за время А!. На графике на рис. 236 приведены расчетные зависимости изменения проводимости сенсорных структур от времени (сплошные линии).

Рис. 23. АСМ изображение поверхности пленок углеродных нанотрубок (а). Изменение проводимости пленок ОСНТ при введении этанола концентрацией

8 %о (график 1) и 2-пропанола концентрацией 15 %о (б). Сплошные линии -расчетные зависимости. Напряжение питания - 0,7 В. Потребляемая мощность

0,25 мВт

Таким образом, если в начальный момент изменение проводимости структуры с пленкой нанотрубок определяется преимущественно сорбцией спиртов на поверхности пленки и зависит от поверхностной площади сенсора, то, при насыщении поверхности парами, дальнейшее изменение проводимости связано с диффузией паров вглубь пленки и определяется скоростью диффузии определенных молекул спирта в среде нанотрубок, что позволяет селективно определить тип адсорбированного газа.

Качественно одинаковые зависимости отклика сенсоров на основе пленок многослойных и однослойных нанотрубок свидетельствуют о преобладании диффузионно-сорбционного механизма изменения проводимости под действием паров спиртов. При этом преобладают

физические механизмы изменения проводимости за счет внедрения молекул спирта в области контактов нанотрубка - нанотрубка и нанотрубка - электрод и, как следствие, увеличения расстояния между ними. В данном приближении большее время отклика пленки ОСНТ при введении этанола, нежели пленки МСНТ, может быть объяснено более высоким коэффициентом диффузии молекул спирта в пленке, состоящей преимущественно из многослойных нанотрубок.

При введении 8%о этанола уменьшение проводимости структур на основе одиночных пучков УНТ полупроводникового типа носит экспоненциальный характер с временной константой г = 2,5 мин. Предположительным механизмом чувствительности ОСНТ-транзистора является физическая адсорбция паров спирта. Вариантами реализации данного механизма могут являться: легирование нанотрубок и пучков молекулами спирта, либо изменение потенциала подложки при заполнении зарядовых состояний оксида кремния.

Таким образом, на чувствительность сенсорных структур на основе углеродных нанотрубок к химически активным газам и парам могут оказывать влияние различные механизмы: сорбция, механическое взаимодействие, перенос электронной плотности и другие. Для одиночных углеродных нанотрубок полупроводникового типа превалирующую роль в чувствительности играет внесение дополнительных энергетических уровней в зонную структуру нанотрубок. Для плотных сеток нанотрубок существенны сорбционные свойства структуры в целом.

Был разработан макет сенсорного устройства (рис. 24) и проведены сравнения его параметров с традиционными сенсорами на основе оксида олова. Сравнительные данные приведены в таблице 2.

Рис. 24. Фотография сенсорного устройства на основе ОСНТ в корпусе

<-.г ш

г Я ; С25Г.

Таблица 2. Сравнение характеристик сенсоров

Лабораторный образец на ОСНТ

Figaro TGS 826 (США)

Диапазон

чувствительности

аммиаку

по

25 - 300 ррт

30-300 ррт

Выходной сигнал

15 нА/ррт

500 нА/ррт

Время отклика при комнатной температуре

150 сек.

Нагреватель

нет

есть

Потребляемая мощность

3 мВт

15 мВт

Вес

5 г

32 г

Размер

6x6x2 мм

20x20x30 мм

В заключении кратко формулируются основные результаты и выводы, полученные в соответствии с поставленными целью и задачами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработаны физико-технологические основы создания планарных квазиодномерных проводников в металлических и углеродных пленках. С использованием методов, совмещающих локальное анодное окисление и окисление, индуцированное током, продемонстрировано формирование проводящего квазиодномерного канала, окруженного изолирующими областями. При этом, в случае использования углеродных пленок различной природы продуктами реакции являются летучие компоненты углерода.

2. В квазиодномерных проводниках, созданных в металлических пленках, наблюдается переход от сплошного к островковому типу проводимости. Предложенный островковый механизм проводимости на основе переброса электронов через отдельные участки наносужения подтверждается полученными данными микроскопического анализа и измерения электростатических характеристик.

3. Разработаны конструктивно-технологические процедуры интеграции углеродных нанотрубок в компоненты электронных схем, позволяющие формировать структуры, содержащие заданное количество квазиодномерных проводников. Предложенные механизмы манипулирования нанотрубками на основе методов зондовой микроскопии и электрокинетического воздействия позволяют формировать структуры с заданными функциональными параметрами в составе интегральных схем с использованием групповых методов микроэлектронной технологии.

4. Развиты методы сканирующей зондовой микроскопии для визуализации углеродных нанотрубок в стандартных условиях и исследования их электрофизических свойств. Показана возможность неразрушающего контроля углеродных нанотрубок в составе интегральных схем методами зондовой микроскопии. Впервые обнаружены методами атомно-силовой микроскопии углеродные нанотрубки, полученные методом холодной деструкции графита, обладающие различной геометрией (волокна, ветвящиеся образования).

5. Разработана конструкция тестовой структуры на основе углеродных нанотрубок для калибровки зондов сканирующих зондовых микроскопов. В качестве апробации конструкции выполнено исследование широкого класса зондов с различным радиусом закругления острия: кремниевых кантилеверов промышленного типа, вискерных зондов и зондов, полученных электрохимической заточкой вольфрама.

6. Разработаны физико-технологические основы изготовления функциональных элементов электроники на основе углеродных нанотрубок. Проведены исследования основных статических и динамических характеристик данных структур. Экспериментально доказано, что в одном пучке могут находиться нанотрубки, обладающие различным типом проводимости. Предложен и реализован прототип транзистора на основе пучков однослойных нанотрубок с подвижностью основных носителей заряда 1800см2/В-с. Предложен и реализован метод изменения числа каналов проводимости наноструктур за счет пропускания импульса тока высокой плотности. Предложен и реализован прототип инвертора на основе пучков углеродных нанотрубок с линейной нагрузкой в виде внешнего резистора, с коэффициентом передачи

0,75. Предложен и реализован макет интегрального инвертора с нелинейной нагрузкой на основе транзисторов из сеток пучков ОСНТ.

7. Продемонстрировано, что статические электрические характеристики функциональных элементов на основе углеродных нанотрубок стабильны при воздействии облучения электронами с дозой 10б рад и нейтронами 5'1012 нейтрон/см2, что связано с малыми сечениями рассеяния углеродных нанотрубок и отсутствием дефектов в их кристаллической решетке.

8. Продемонстрирована зависимость чувствительности функциональных структур на основе углеродных нанотрубок к факторам окружающей среды (температуре, влажности) от архитектуры сформированных элементов. Увеличение плотности пленок из нанотрубок приводит к уменьшению их чувствительности к изменениям относительной влажности, что связано с увеличением доли металлической проводимости в сетке.

9. Процесс адсорбции и десорбции молекул на тонких сетках углеродных нанотрубок и изменение их сопротивления описывается кинетическими уравнениями, что позволяет управлять процессом сорбции молекул на наноструктурах посредством температурного регулирования.

10. Изменение проводимости структуры с пленкой нанотрубок при сорбции паров спиртов происходит в два этапа и связано с сорбцией спиртов на поверхности пленки и с диффузией паров вглубь пленки и определяется скоростью диффузии молекул спирта в среде нанотрубок. При этом преобладают физические механизмы изменения проводимости за счет внедрения молекул спирта в области контактов нанотрубка - нанотрубка и нанотрубка - электрод.

Цитируемая литература

[1] Гаврилов С.А., Лемешко C.B., Рощин В.М., Соломатенко Р.Г., Шевяков В.И. Исследование особенностей процесса локального окисления пленок титана на основе сканирующей зондовой микроскопии // Известия вузов. Электроника. - 2000. - №3. - С. 1319.

[2] Гайдуков Ю.П. Электронные свойства вискеров // Успехи физических наук. -1984. - Том 142. - Вып. 4. - С. 571-597.

[3] Banerjee S., White В.Е., Huang L., Regó B.J., O'Brien S„ Hermana I.P.

Precise positioning of single-walled carbon nanotubes by ac dielectrophoresis // J. Vac. Sei. Technol. B. - 2006. - V. 24. - N. 6. - P. 3173-3178.

[4] Янсен Й. Курс цифровой электроники: В 4-х томах. Том 1. Основы цифровой электроники на ИС. - М: Мир. - 1987 г. - 334 с.

[5] Zhao J., Buldum A., Han J., Lu J.P. Gas molecule adsorption in carbon nanotubes and nanotube bundles // Nanotechnology. - 2002. - Vol. 13. -P. 195-200.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Статьи е периодических изданиях, включенных в перечень ВАК России:

1. Бобринецкий И.И. Электрофорез в задачах очистки, сепарирования и интеграции углеродных нанотрубок // Российские нанотехнологии. 2009. - Том 4. - № 1-2. - С. 62-66.

2. Бобринецкий И.И. Методы параллельной интеграции углеродных нанотрубок при формировании функциональных устройств микроэлектроники и сенсорной техники // Микроэлектроника. - 2009. - Том 38. - № 5. - С. 353-360.

3. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Горшков К.В., Данькин Д.А. Использование метода диэлектрофореза при формировании интегральных структур на основе углеродных нанотрубок // Нано- и микросистемная техника. - 2009. - № 2. - С. 10-13.

4. Бобринецкий И.И., Лосев В.В. Емкостная методика сканирующей зондовой микроскопии в атмосфере воздуха // Известия вузов. Электроника. - 2008. - №.6. - С. 85-87.

5. Бобринецкий И.И., Симунин, М.М. Неволин В.К., Строганов A.A., Горшков К.В. Учебно-исследовательский нанотехнологический комплекс // Российские нанотехнологии. - 2008. - Т. 3. - № 3-4. - С. 173-175.

6. Бобринецкий И.И., Кукин В.Н. Неволин В.К., Симунин М.М. Исследование углеродного наноматериаяа методами атомно-силовой и электронной микроскопии // Известия высших учебных заведений. Электроника. - М.: МИЭТ, 2007. - №.4. - С. 3-6.

7. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Строганов A.A., Иванова О.М., Круговерцев С.А. Влияние изменения относительной влажности окружающей среды на транспортные свойства структур на основе углеродных нанотрубок // Нано- и микросистемная техника. - 2007. - №10. - С.23-26.

8. Бобринецкий И.И. Сенсорные свойства структур на основе углеродных нанотрубок // Российские нанотехнологии. - 2007. - Том 2. - № 5-6. - С. 90-94.

9. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Симунин М.М. Влияние сорбции паров спирта на проводимость структур на основе углеродных нанотрубок // Нано- и микросистемная техника. - 2007. - №5. - С. 29-33.

10. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Строганов A.A., Иванова О.М., Крутоверцев С.А. Чувствительность структур на основе сеток из пучков углеродных нанотрубок к изменению концентрации аммиака в атмосфере // Датчики и системы. - 2007. - №9. -С. 22-27.

11. Аксенов А.И., Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Симунин М.М. Температурная зависимость электрического сопротивления структур на основе углеродных нанотрубок в атмосферных условиях // Датчики и системы. - 2006. - №9. - С. 60-64.

12. Аксенов А.И., Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Симунин М.М. Химические

сенсоры на основе пучков углеродных нанотрубок для обнаружения низких концентраций молекул хлора в атмосфере // Нано- и микросистемная техника. -2005.-№12.-С. 12-15.

13. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Хартов C.B., Чаплыгин Ю.А. Модуляция проводимости квазиодномерных молекулярных микропроводников // Письма в ЖТФ. - 2005. - Т. 31. - В. 10. - С.65-69.

14. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Чаплыгин Ю.А. Логические ключи на основе пучков однослойных углеродных нанотрубок // Микросистемная техника. - 2004. -№7.-С.12-14.

15. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Строганов A.A., Чаплыгин Ю.А. Модуляция проводимости пучков однослойных углеродных нанотрубок // Микроэлектроника. -2004. - Т. 33. - № 5. - С. 356-361.

16. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Строганов A.A. «Засвечивание» углеродных нанотрубок в атомно-силовом микроскопе // Известия вузов. Электроника. - 2004. -№.3. - С. 83-85.

17. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Петрик В.И., Строганов A.A., Чаплыгин Ю.А. Атомная структура углеродных нанотрубок из углеродной смеси высокой реакционной способности // Письма в ЖТФ. - 2003. - Т.29. - №8. - С.84-90.

18. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Петрик В.И., Чаплыгин Ю.А. Вольтамперные характеристики двухэлектродных элементов с углеродными нанотрубками // Микроэлектроника. - 2003. - Том 32. - № 2. - С. 102-104.

19. Бобринецкий И.И., Неволин В.К. Микромеханика углеродных нанотрубок на подложках // Микросистемная техника. - 2002. - № 4. - С 20-21.

20. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Петрик В.И. Ветвящиеся нанотрубки из углеродной смеси высокой реакционной способности // Известия вузов. Электроника. - 2002. - №.2 - С. 105-106,

21. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Рощин В.М., Снисаренко Э.А. Формирование наноконтактов при локальном оксидировании титановых пленок // Микросистемная техника. - 2001. - № 11. - С. 42-45.

22. Бобринецкий И.И., Корнеев Н.В., Неволин В.К. Особенности проводимости планарных металлических наносужений // Известия вузов. Электроника. - 2001. -№.3.-С. 17-21.

Публикации в других научных изданиях:

23. Бобринецкий И.И., Корнеев Н.В., Неволин В.К. Дискретные двухэлектродные планарные элементы наноэлектроники // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. X международная крымская микроволновая конференция. Материалы конференции. Севастополь. - 2000. - С. 411-412.

24. Бобринецкий И.И., Корнеев Н.В., Неволин В.К. Создание квантовых проводов методом зондового окисления // Актуальные проблемы твердотельной микроэлектроники. VII международная научно-техническая конференция. Труды конференции. Таганрог. ТРТУ. - 2000. -4.2. - С. 3-5.

25. Бобринецкий И.И., Корнеев Н.В., Неволин В.К. Дифференциальная проводимость планарных нанодиодов // Электроника и информатика - XXI век. III международная научно-техническая конференция. Тезисы докладов. - Москва. 2000. - С. 34.

26. Bobrínetskii I.I., Korneev N.V., Nevolin V.K. Differential conductance of planar microcontacts formed by a conductive probe // Physics of Low-Dimensional Structures. 2001.-№ 3/4.-P.183-188.

27. Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Рощин B.M. Формирование наноконтактов

методом локального анодного окисления в тонких аморфных титановых пленках // Микро- и наноэлектроника-2001. Всероссийская научно-техническая конференция. Тезисы докладов. Звенигород. - 2001. - Том 2. - Р2-17.

28. Bobrinetskii I.I., Chaplygin Yu.A., Nevolin V.K., Petrick V.I. Current voltage characteristics of two-electrode devices with carbon nanotubes // Book of abstract "Nano and Giga Challenges in Microelectronics research and Opportunities in Russia" symposium and summer school. - Moscow, 2002. - P. 187-188.

29. Бобринецкий И.И., Строганов A.A. Микромеханика углеродных нанотрубок как элементов наноэлектроники И Тезисы докладов IV международной научно-технической конференции «Электроника и информатика - 2002». - 2002. - С. - 21-22.

30. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Строганов А.А. Сканирующая туннельная микроскопия углеродных нанотрубок с атомным разрешением // Тезисы докладов IV Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. Санкт-Петербург. - 2002. - С. 70.

31. Бобринецкий И.И, Неволин. В.К. Разработка зондовой нанотехнологии формирования элементов электроники на основе квазиодномерных проводов // Тезисы докладов II всероссийской научно-технической дистанционной конференции «Электроника». - Москва. 2003. - С. 107.

32. Бобринецкий И.И., Строганов А.А. Атомная структура и электрические свойства пучков однослойных углеродных нанотрубок // Тезисы докладов V Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто-и наноэлектронике. - Санкт-Петербург. - 2003. С. 89.

33. Бобринецкий И.И., Строганов А.А. Инвертор с линейной нагрузкой на основе углеродных нанотрубок // Тезисы докладов XI всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2004». - Москва, 2004,- С. 7.

34. Bobrinetskii I.I., Aksenov A.I., Chaplygin Yu. A., Nevolin V.K. Fet on carbon nanotubes bundle networks // I France-Russian Seminar. New achievements in material science. Book of abstract. Nancy. France. 2004. - Part Ш.8. - P. 162.

35. Bobrinetskii I.I., Chaplygin Yu.A., Nevolin V.K., Stroganov A.A. Carbon nanotubes as a perspective material for microelectronics manufacturing // Proceedings of II Russian-Japanese seminar "Perspective Technologies, Materials and Equipments of Solid-State electronic Components". - Moscow. 2004. - P.193-196.

36. Бобринецкий И.И., Булатов A.H., Неволин В.К. Интегральная схема на основе пучков углеродных нанотрубок и квазиодномерного микросужения II Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии. IV международная конференция Кисловодск. -2004,- С. 233-236.

37. Аксенов А.И., Бобринецкий И.И., Неволин В.К. Элементы электроники на основе углеродных нанотрубок // Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология. III международная конференция. Материалы конференции. - Москва. - 2004. - С. 40.

38. Axenov A.I., Bobrinetskii 1.1., Bulatov A.N., Nevolin V.K. Fabrication of carbon nanotube-based devices for different applications in electronics 7th biennial international workshop "Fullerenes and atomic clusters". Book of abstract. - St.-Petersburg.- 2005.- P. 255.

39. Axenov A.I., Bobrinetskii I.I., Nevolin V.K., Simunin M.M. Single-wall nanotube transistor sensitivity to chlorine molecule presence in air // International conference "Micro- and nanoelectronics -2005" ICMNE-2005. Book of abstracts. Moscow Zvenigorod, Russia - 2005. -P1-2I.

40. Аксенов А.И., Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Симунин М.М. Температурные датчики на основе полупроводниковых углеродных нанотрубок // Электроника и информатика - 2005. V международная НТК. Тезисы докладов. - Москва. 2005. - С. 5.

41. Бобринецкий И.И., Булатов А.Н., Неволин В.К. Первые макеты функциональных элементов углеродной наноэлектроники // Нанотехника. - 2006. - №2 (6). - С. 9-13.

42. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Симунин М.М., Строганов A.A. Хартов C.B. Разработка подходов к массовому производству структур на основе углеродных нанотрубок // Актуальные проблемы твердотельной микроэлектроники. X международная НТК. Труды конференции. Таганрог. ТРТУ. - 2006. -4.2. - С. 6-8.

43. Бобринецкий И.И., Горшков К.В., Лосев В.В., Строганов A.A. Использование углеродных нанотрубок в тестовых структурах для калибровки зондов атомно-силовых микроскопов // Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология. V международная конференция. Материалы конференции. - Москва. - 2006. - С. 75.

44. Бобринецкий И.И., Симунин М.М., Неволин В.К. Влияние паров летучих органических соединений на проводимость структур на основе углеродных нанотрубок // Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология. V меадународная конференция. Материалы конференции,- Москва. -

2006.-С.165.

45. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Симунин М.М. АСМ - исследование углеродного композита, полученного методом каталитического пиролиза из газовой фазы этанола // XV Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел. Тезисы докладов. Черноголовка,

2007.-С. 50-51.

46. Bobrinetskii I.I., Nevolin V.K., Simunin М.М., Kñartov S.V. Carbon nanotube chemical ethanol vapour growth methods for application in electronics and nanomechanics // 8th biennial international workshop "Fullerenes and atomic clusters". Book of abstract. St.Petersburg.- 2007,- P. 202.

47. Бобринецкий И.И., Неволин В.К. Разработка методик диэлектрофореза углеродных нанотрубок при формировании элементов электронной техники // Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии. VII международная конференция Кисловодск. -2О07.-С.156-158.

48. Бобринецкий И.И., Горшков К.В., Данькин Д.А. Влияние параметров переменного электрического поля на состав, плотность и ориентацию углеродных нанотрубок при высаживании из растворов методом диэлектрофореза // Научная сессия МИФИ-

2008. Сборник научных трудов. Т.8. Автоматика и электроника в атомной технике. Микро- и наноэлектроника. М.: МИФИ, 2008. - С. 108-109.

49. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Строганов A.A., Синякова В.А. Комплексное решение при реализации нанотехнологических проектов в учебно-исследовательском процессе // Наноиндустрия. - 2008. - №2. - С. 16-18.

50. Bobrinetskii I.I., Nevolin V.K., Simunin М.М., Gorshkov K.V. Carbon nanotube investigation and production for electronics and sensor application // Ninth Interactional Conference on the Science and Application of Nanotubes. Book of abstract. Le Corum, Montpellier, France. 2008. - P. 270.

51. Бобринецкий И.И., Данькин Д.А. Применение методов электрофореза для сепарирования и исследования углеродных нанотрубок // Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии. VIII международная конференция Кисловодск. - 2008. - С. 10-11.

52. Бобринецкий И.И., Громов Д.В., Полевич С.А., Неволин В.К. Радиационные эффекты в приборах на основе углеродных нанотрубок // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 18-я международная конференция. Материалы конференции. Севастополь. - 2008. - С. 662-663.

53. Бобринецкий И.И., Горшков К.В., Симунин М.М. Сенсорные элементы на основе углеродных нанотрубок: от дискретных элементов к интегральным структурам // Сборник тезисов докладов участников Международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий. Международный форум по нанотехнологиям. Москва. -2008. - С.8-9.

54. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Горшков К.В., Данькин Д.А. Формирование интегральных структур электроники на основе углеродных нанотрубок на пластинах диаметром 76 мм // Микроэлектроника и наноинженерия-2008. Международная научно-техническая конференция: Тезисы докладов. - М.: МИЭТ, 2008. - С. 57-58.

55. Bobrinetskíy I.I., Nevolin V.K. Carbon nanotubes in electronics and sensor devices // 9th biennial international workshop "Fullerenes and atomic clusters". Book of abstract. St.Petersburg. - 2009. - P. 233.

56. Bobrinetskiy I.I., Nevolin V.K. Probe nanotechnology in electronics and nanosystems // Proceedings of the International Conference on physics, chemistry and application of nanostructures. Nanomeeting-2009. Minsk. - 2009. - P. 464-466.

57. Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Петухов B.A., Комаров И.А. Разработка высокочувствительных сенсорных устройств на основе углеродных нанотрубок для детектирования биологически опасных газов // Book of absracts. International conference nanobiophysics: fundamental and applied aspects. Kharkov, Ukraine. - 2009. -P. 88.

Патенты РФ:

58. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Строганов A.A., Чаплыгин Ю.А. Тестовая структура для определения геометрических размеров острия иглы сканирующего зондового микроскопа // Патент РФ на изобретение № 2317940 с приоритетом от 14 марта 2006 г. Патентообладатель МИЭТ.

59. Хартов C.B., Симунин М.М., Неволин В.К., Бобринецкий И.И. Селективный датчик газов на основе системы осциллирующих нановолокон // Патент РФ на изобретение № 2317940 с приоритетом от 4 августа 2006 г. Патентообладатель МИЭТ.

60. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Хартов C.B., Чаплыгин Ю.А. Способ формирования планарных молекулярных проводников в полимерной матрице // Патент РФ на изобретение №2307786 с приоритетом от 2 мая 2006 г. Патентообладатель МИЭТ.

61. Бобринецкий И.И., Горшков К.В., Неволин В.К. Сенсорная структура на основе квазиодномерных проводников // Патент РФ на изобретение № 2379671 от 23 октября 2008 г. Патентообладатели МИЭТ, ООО «Наносенсор».

Формат 60x84 1/16. Уч.-изд. л. 2,3. Тираж 200 экз. Заказ 61.

Отпечатано в типографии ИПК МИЭТ.

124498, Москва, Зеленоград, проезд 4806, д. 5, МИЭТ.

Введение.

Глава 1. Планарные квазиодномерные проводники.

1.1. Основные направления в нанотехнологии планарных квазиодномерных проводников.

1.1.1. Квантование проводимости одномерных структур.

1.1.2. Формирование квазиодномерных проводников.

1.2. Основные методы создания планарных наноструктур.

1.2.1. Электронно-лучевая литография.

1.2.2. Ионно-лучевая литография.'.

1.2.3. Нетрадиционные методы литографии высокого разрешения.

1.2.3.1. Развитие методов создания ^одномерных структур с использованием атомно-силовой микроскопии.

1.2.3.2. Локальное анодное окисление поверхностей.

1.3. Углеродные нанотрубки — развитие нанопроводной элементной базы.

1.3.1. Основные параметры, характеризующие свойства нанотрубок.

1.3.1.1. Структура графита.'.

1.3.1.2. Угол хиральности и диаметр нанотрубок.

1.3.2. Электронная структура нанотрубок.

1.4. Методы получения углеродных наноструктур.

1.4.1. Термическое разложение графита в дуговом разряде.

1.4.2. Химическое осаждение из газовой фазы.

1.4.3. Метод лазерного испарения.

1.4.4. Холодная деструкция графита.

1.5. Применения углеродных низкоразмерных структур в приборах электроники.

1.5.1. Эмиттеры из углеродных нанотрубок.

1.5.2. Элементы цифровой электроники на основе нанотрубок.

1.5.3. Применение углеродных нанотрубок в качестве элементов сенсорных систем.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Физико-технические основы формирования пленарных элементов наноэлектроники в ультратонких проводящих пленках.

2.1. Критерии к формированию ультратонких проводящих пленок на диэлектрических подложках.

2.1.1. Нанесение пленок нанометровых толщин как процесс формирования двумерных проводящих систем.

2.1.2. Исходные характеристики анодно-окисляемых металлических пленок.

2.2. Зондовые методы формирования наноструктур в тонких пленках.

2.2.1. Методы и средства атомно-силовой литографии.

2.2.2. Модель локального анодного окисления с учетом протекания переменного тока в диэлектрике.

2.2.3. Влияние( взаимодействия острия иглы атомно-силового микроскопа с поверхностью исследуемого объекта на процесс локального окисления.'.

2.2.4. Влияния адсорбата воздуха на процесс окисления.

2.2.4.1. Роль поверхности при измерении толщины адсорбата воздуха.

2.2.4.2. Влияние электростатического взаимодействия в системе кантилевер — адсорбат - металлическая пленка.

2.3. Локальное окисление проводящих пленок.

2.3.1. Локальное анодное окисление в условиях контролируемой влажности окружающей среды.

2.3.2. Особенности окисление тонких пленок металлов с несколькими степенями окисления.

2.4. Установка формирования наноструктур в проводящих пленках методом локального анодного окисления.

2.4.1. Устройство держателя образца.

2.4.2. Интерфейс для обработки вольтамперных характеристик.

2.5. Формирование наноструктур с использованием локального анодного окисления тонких пленок.

2.5.1. Технологический маршрут изготовления исследуемых наноструктур.

2.5.2. Создание квазиодномерного проводника методом локального анодного окисления.

2.5.3. Развитие методов создания квантово-размерных наноконтактов на основе локального окисления,

1 индуцированного током.

2.5.4. Размерные эффекты в квазиодномерных сужениях, созданных в тонких аморфных плёнках.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Планарные структуры наноэлектроники на основе тонких проводящих пленок и их электрофизические характеристики.

3.1. Двухэлектродные планарные элементы наноэлектроники.

3.1.1. Особенности проводимости наноструктур, сформированных в металлических пленках.

3.1.2. Влияние температуры внешней среды и температурная стабилизация планарных структур.

3.1.3. Макеты двухэлектродных элементов на основе квазиодномерных проводников.

3.1.4. Определение характерной величины сечения квазиодномерного проводника.

3.2. Трёхэлектродные планарные элементы наноэлектроники.

3.2.1.' Разработка матричного кристалла для создания планарных активных элементов наноэлектроники.

3.2.2. Теоретические оценки полевого эффекта на основе пленок тугоплавких металлов.

3.2.3. Особенности реализации полевого управления квазиодномерным каналом на основе танталовых пленок.

3.2.4. Изменение проводимости квазиодномерных металлических проводов поперечным электрическим полем.

3.2.5. Вольтамперные характеристики квазиодномерного 1 провода островкового типа.

3.3. Модуляция проводимости квазиодномерного канала на основе углеродных пленок.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Методы формирования Наноструктур на основе углеродных напотрубок и их контроля в СЗМ.

4.1. Методы позиционирования углеродных нанотрубок на поверхности.„•.

4.1.1. Осаждение нанотрубок из коллоидных растворов.

4.1.1.1. Осаждение нанотрубок из растворов спиртов.

4.1.1.2. Осаждение нанотрубок из растворов поверхностно-активных веществ.

4.1.2. Зондовая интеграция нанотрубок на электродах.

4.1.3. Электрокинетический метод интеграции нанотрубок.

4.1.3.1. Углеродная нанотрубка в электрическом поле.

4.1.3.2. Электрокинетическая интеграция нанотрубок в межэлектродное пространство.

4.1.3.3. Особенности высаживания углеродных нанотрубок при электрофорезе в постоянном поле.

4.1.3.4. Электрофоретическая очистка от примесей и сепарирование углеродных нанотрубок.

4.2. Визуализация углеродных нанотрубок с использованием методов атомно-силовой микроскопии.

4.2.1. Параметры работы АСМ при визуализации нанотрубок на подложках

4.2.2. Деформация нанотрубок на подложках.

4.2.3. Влияние взаимодействия иглы АСМ с нанотрубкой на размеры наблюдаемых нанообъектов.

4.2.4. Развитие бесконтактной емкостной микроскопии для исследования проводящих нанообъектов на диэлектрических подложках.

4.2.4.1. Бесконтактная емкостная методика сканирующей зондовой микроскопии в атмосфере воздуха.

4.2.4.2. Моделирование микроскопии индуцированного электрического поля в приближении точечного потенциала.

4.2.4.3. Апробация методики на тестовых проводящих и диэлектрических объектах.

4.2.4.4. Применение микроскопии индуцированного электрического поля для неразрушающего контроля нанотрубок в электрических схемах.

4.3. Углеродные наноструктуры, полученные при холодной десгрукции графита: визуализация и особенности структуры.

4.3.1. Атомно-силовая микроскопия наноструктур.

4.3.2. Сканирующая туннельная микроскопия наноструктур.

4.3.2.1. Методологический аппарат изучения электрофизических свойств углеродных нанотрубок методами сканирующей туннельной микроскопии.

4.3.2.2. Исследование отдельных углеродных нанотрубок в СТМ.

4.3.2.3. Исследование хиральности для различных материалов углеродных нанотрубок.!.

4.4. Тестовая структура на основе углеродных нанотрубок для оценки параметров поверхности зондов сканирующих зопдовых микроскопов.

4.4.1. Особенности визуализации нанотрубок кантилеверами с алмазоподобным углеродным покрытием.'.

4.4.2. Визуализация нанотрубок вольфрамовыми зондами АСМ с пьезоэлектрическим преобразователем.

4.4.3. Модель взаимодействие острия СТМ зонда с поверхностью углеродной нанотрубки.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Разработка конструктивных основ создания изделий наноэлектроники на основе углеродных нанотрубок.:.1.

5.1. Базисный технологический маршрут формирования кристалла для интеграции углеродных нанотрубок.

5.2. Схемы измерения электрических свойств нанотрубок.

5.3. Электрические характеристики структур на основе нанотрубок

5.3.1. Проводимость планарных структур на основе нанотрубок при комнатной температуре в малых и средних полях .■.

5.3.2. Формирование полупроводникового канала проводимости в пучках однослойных углеродных нанотрубок.

5.3.2.1. Атомная структура пучков углеродных нанотрубок.

5.3.2.2. Удаление нанотрубок металлического типа из канала проводимости.'.

5.3.3. Полевой эффект в структурах на основе углеродных нанотрубок

5.4. Реализация активных элементов электроники на основе углеродных нанотрубок.

5.4.1. Параметры макета транзистора на основе пучка | нанотрубок с преобладающим полупроводниковым каналом проводимости.'.

5.4.2. Низкочастотный полевой эффект в транзисторах на основе углеродных нанотрубок.

5.4.3. Логические ключи на основе сеток пучков однослойных углеродных нанотрубок.

5.4.3.1. Реализация инвертора с линейной нагрузкой на основе внешнего резистора.•.1.

5.4.3.2. Реализация инвертора с нелинейной нагрузкой на основе двух интегрированных ОСНТ ^транзисторов/?-типа.

5.5. Методы улучшения и стабилизации контакта нанотрубка / металл.

5.5.1. Токовая активация миграции атомов в интерфейсной фазе золото / нанотрубка.

5.5.2. Формирование углеродных контактов в качестве

1 ' I токоподводящих электродов.

5.5.3. Выбор диэлектрического покрытия структур на основе пучков углеродных нанотрубок и исследование радиационных свойств.

5.6. Механизмы токового транспорта в структурах на основе нанотрубок.

5.6.1. Формирование контакта между металлом и нанотрубкой.

5.6.2. Изгиб нанотрубок на контактах.

5.6.3. Одномодовый транспорт в полевом транзисторе 1 с барьером Шоггки на основе углеродных нанотрубок.

Выводы по главе 5.

Глава 6. Углеродные нанотрубки в функциональных приборах наноэлектроники.>.

6.1. Факторы окружающей среды, воздействующие на функциональные приборы на основе углеродных нанотрубок.

6.1.1. Влияние температуры на электрические свойства структур на основе углеродных нанотрубок.

6.1.1.1. Структуры на(основе многослойных углеродных нанотрубок.

6.1.1.2. Структуры на основе сеток однослойных углеродных нанотрубок.

6.1.1.3. Структуры на основе нанотрубок полупроводникового типа.

6.1.2. Изменение электрических характеристик структур на основе углеродных нанотрубок при контролируемом изменении влажности воздуха.

6.1.2.1. Исследование транспортных свойств пучка ОСУНТ в среде с контролируемой влажностью.

6.1.2.2. Особенности транспортных свойств структур на основе сеток углеродных нанотрубок, высаженных из ПАВ и методом электрофореза.

6.2.Разработка сенсорных структур на основе углеродных нанотрубок и исследование их.характёристик в различных химически активных средах.

6.2.1.Чувствительность структур на основе сеток пучков углеродных нанотрубок к изменению концентрации аммиака в атмосфере.1.

6.2.1.1. Исследование особенностей чувствительности структур на основе нанотрубок к изменению концентрации аммиака в атмосфере.

6.2.1.2. Механизмы чувствительности структур на основе нанотрубок к изменению концентрации аммиака в атмосфере.

6.2.2. Структуры на основе углеродных нанотрубок в атмосфере паров спиртов.

6.2.2.1. Чувствительность структур на основе углеродных пленок к изменению концентрации паров этанола и 2-пропанола.

6.2.2.2. Особенности проводимости канала ОСНТ-транзистора в парах 2-пропанола.

6.2.3. Химические сенсоры на основе пучков углеродных нанотрубок для обнаружения низких концентраций молекул хлора в атмосфере.

6.2.4. Схема токового согласования для интеграции сенсора в портативные средства мониторинга параметров окружающей среды.

Выводы по главе 6.

Актуальность диссертационной работы

Нанотехнология как средство манипулирования и модификации вещества на нанометровом или атомарном уровне концептуально обеспечивает эксплуатацию новых свойств традиционных объектов, с которыми она работает. Развитие I нанотехнологии будет связано не столько с отработкой методов и приемов модификации вещества на атомарном уровне, сколько с выявлением новых свойств материалов, позволяющих принципиально изменить подходы к научноI техническому прогрессу во всех областях деятельности человека, что в конечном итоге должно привести к резкому улучшению качества жизни, равно как и к изменению человека, как объекта нанотехнологии. i I

Отправной точкой развития нанотехнологии является возможность организации интерфейса между объектами макромира и объектами наномира на I уровне атомов и молекул. Переломным моментом в данном направлении явилось изобретение сканирующего зондового микроскопа, позволившего не только провести измерения новых свойств материи на атомарном уровне, но и проводить модификацию материи с атомарным разрешением. \

Традиционная кремниевая микроэлектроника вплотную подошла к предельно возможному разрешению оптической литографии. Крупнейшие мировые корпорации, задающие ритм развития рынка электронных компонентов, объявляют о создании прототипа промышленного полевого транзистора с физической длиной затвора 15 нм [1]. Начало 2010 года ознаменовалось выходом на рынок 2010 Intel® Core™ i7 процессора, созданного по технологии 32 нм [2]. Дальнейшие перспективы кремниевой технологии связаны только с уходом в частотный диапазон выше терагерц. Решения данного вопроса приводят разработчиков к предложению новых материалов и технологий.

Промышленность находится в состоянии постоянной погони за уменьшением размеров интегральных схем, благодаря чему увеличивается скорость, уменьшается потребление энергии и себестоимость изготовления одного транзистора. Причем с момента создания первого вакуумного диода, прогресс в технологии постоянно наращивает темп, увеличивая номенклатуру используемых материалов. Если в технологии вакуумных ламп не существовало альтернатив, в кремниевой технологии нашли свое место также другие типы полупроводников (многие полупроводники заняли нишу в фотоэлектронике, термоэлектронике и СВЧ технике), то в данный момент ведутся работы не только по широчайшему спектру материалов (от молекул ДНК до сложных композитных структур сверхпроводников), но и с различными физическими принципами работы созданных на их основе приборов, которые объединяет единственная тенденция -квантовая природа происходящих в них явлений.

В качестве возможных конкурентов традиционной технологии микроэлектроники рассматриваются различные типы приборов на основе квазиодномерных проводников (проводников, диаметр сечения которых составляет несколько нанометров и менее), которые являются следствием уменьшения поперечных размеров, структур. Однако среди квазиодномерных проводников существует дополнительное разделение, основанное на различии технологических приемов и методов их создания, а также принципов работы. Можно выделить четыре вида квазиодномерных проводников: металлические наносужения, нанотрубки, молекулярные провода, проволоки в гетероструктурах, полупроводниковые нанопровода. Каждое из данных направлений имеет свои достоинства и недостатки. В итоге, место традиционной займет та технология, которая, имея более высокие параметры работы, окажется менее ресурсоемкой для массового производства.

Тем не менее, 'развитие индустриальной нанотехнологии на основе новых материалов станет возможным только после скрупулезной отработки методов и технологий получения структур и рабочих элементов в лабораторных условиях. Поэтому необходимость разработки физико-технологического базиса формирования структур на основе нанопроводников, всестороннего изучения параметров функционирования, а также усовершенствования методов зопдовой микроскопии для исследования объектов' наноэлектроники при' решении более широкого круга задач определяет актуальность данной диссертационной работы.

Цель работы и задачи

Целыо диссертационной работы1 являлась разработка физико-технологического базиса создания планарных квазиодномерных структур наноэлектроники и способов формирования функциональных устройств на их основе с использованием групповых методов традиционной микроэлектроники. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

- выполнить анализ и дать классификацию основных типов квазиодномерных проводниковых элементов с точки зрения их функциональных характеристик и электрофизических свойств;

- предложить и разработать физико-технические основы зондовой технологии формирования планарных квазиодномерных проводников и наноконтактов в тонких металлических и углеродных плёнках;

- исследовать свойства созданных планарных квазиодномерных проводников и наноконтактов в тонких металлических и углеродных плёнках; исследовать особенности транспорта носителей заряда в квазиодномерных проводниках, созданных при локальном анодном окислении тонких проводящих плёнок;

- предложить и разработать технологические основы интеграции углеродных нанотрубок в компоненты схем планарной электроники; разработать и усовершенствовать зондовые методы исследования низкоразмерных струкгур в составе интегральных элементов;

- разработать конструктивные основы создания изделий наноэлектроники на основе углеродных нанотрубок' и их объединений: пучков, сеток, плёнок; I исследовать теоретически и экспериментально функциональные свойства созданных планарных наноэлеменгов;

- реализовать на 'практике разработанные подходы при создании групповыми методами микроэлектроники интегральных сенсорных устройств на основе углеродных нанотрубок; выполнить экспериментальное исследование их функциональных характеристик. I

Объект и методы исследования

Объектами исследований1 являлись структуры в виде варисторов, транзисторов и сенсоров на основе квазиодномерных проводников: металлических наноконтаьсгов и углеродных нанотрубок, а также технологические основы их создания.

Основными методами исследования являются: теоретические модели, оценки и расчеты на основе имеющихся справочных данных, разработка экспериментальных образцов, устройств и приборов, проведение экспериментальных исследований. Электрофизические свойства варисторов и транзисторных структур на основе квазиодномерных проводников были изучены методами атомно-силовой и сканирующей туннельной микроскопии (8о1усг-Р47, №поЕс1иса1ог, ЫТ-МБТ, Россия), методами измерения и анализа статических и динамических электрических характеристик двух- и трёхполюсников (ЬСАБ,

Россия; АКТАКОМ, Россия; ИППП-1/5, ОАО «МНИЛИ», Республика Беларусь).

Влияние радиационных воздействий на созданные структуры были изучены с помощью оригинального имитационного стенда на основе рентгеновского излучателя РЕИС-И (АОЗТ «Светлана-Рентген», Россия). Газочувствительные свойства структур на основе углеродных нанотрубок были изучены с помощью

I I оригинальных экспериментальных установок и шсстнадцатиканального измерителя параметров газовых сенсоров (ОАО «Практик-НЦ», Россия).

Моделирование электростатических взаимодействий зонда атомно-силового микроскопа с поверхностью образца проводилось с использованием метода конечных элементов (ЕЬСиТ, ПК «ТОР», Россия).

Научная новизна работы

Научная новизна работы заключается в создании комплекса физико-технологических процедур формирования планарных структур наноэлектроники на основе квазиодномерных проводников различного состава (металлические, углеродные) и геометрии (наносужения, наноконтакты, нанотрубки), демонстрирующих общие механизмы в поведении электрических характеристик.

1. Предложена и разработана методика формирования планарных квазиодномерных проводников в ультратонких металлических и углеродных пленках с использованием локального анодного окисления и окисления, индуцированного током. Продемонстрировано влияние напряжения, тока, относительной влажности и подложки на процесс формирования )

I ■ 1 нанопр оводников.

2. Экспериментально подтвержден островковый механизм проводимости в 1 квазиодномерных металлических проводниках, основанный на переброске электронов через отдельные участки наносужсния.

3. Проведено теоретическое и экспериментальное доказательство полевого эффекта в квазиодномерных металлических и углеродных проводниках в стандартных условиях, заключающееся в изменении величины туннельного барьера под действием поперечного электрического поля.

4. Предложен электрокинетический метод параллельной интеграции нанотрубок в виде одиночных проводников и сеток с использованием различной конфигурации планарных электродов, созданных групповыми методами микроэлектроники, заключающийся в ориентации и движении нанотрубок вдоль градиента линий, электрического поля, а также перераспределении потенциала при формировании проводящего канала между электродами.

5. Предложен комплекс методов сканирующей зондовой микроскопии для исследования углеродных нанотрубок в составе функциональных элементов наноэлектроники, позволяющий проводить неразрушающее топографироватгае и определение электрических свойств структур. I

6. Установлена зависимость величины потенциального барьера, возникающего в контакте между нанотрубкой и электродом от типа нанотрубок, их количества, внешнего электрического поля и температуры.

7. Предложены конструкции, разработаны технологические процедуры создания I сенсорных структур на основе одиночных углеродных нанотрубок, их пучков, сеток и пленок. Продемонстрировано различие в газочувствительных свойствах сенсорных структур на основе нанотрубок в присутствии газов акцепторного и донорного типа.

8. Выявлен селективный отклик в проводимости к парам органических соединений (спиртов) толстопленочных структур на основе углеродных 1 нанотрубок.

Практическая значимость работы определяется следующими основными результатами:

- разработанный в диссертации научный подход на основе физико-технологического базиса позволяет перейти к формированию новых интегральных структур на основе квазиодномерных проводников с использованием групповых методов микроэлектронной технологии;

- выявленные закономерности проводимости планарных сгруктур на основе материала углеродных нанотрубок могут быть использованы при' дальнейшем развитии теории электронного транспорта в приборах на основе углеродных i нанотрубок.

Внедрены следующие результаты:

1. Разработанные методы формирования тестовых структур на основе i однослойных углеродных нанотрубок, а также методики исследования низкоразмерных структур, позволяющие повысить достоверность изображений низкоразмерных объектов, получаемых в зондовой микроскопии (ЗАО «Нанотехнологии-МДТ», ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева», ООО «Холдинг «Золотая формула»»). '

2. Разработанный физико-технологический базис формирования планарных элементов наноэлекгроники на основе низкоразмерных проводящих структур использовался при проведении ряда научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проводимых в МИЭТ, ООО «Наносенсор», а также при подготовке кандидатских диссертаций: «Формирование и электрические свойства планарных элементов на основе металлических и углеродных пленок наноразмерных толщин» (Булатов А.Н., МИЭТ, 2005 г.), «Атомная структура поверхности и сенсорные свойства углеродных нанотрубок» (Строганов A.A.,

МИЭТ, 2007 г.), «Молекулярные проводники в матрице эпоксидиановой i смолы: формирование, исследование, приложения» (Хартов C.B., МИЭТ, 2008 i г.). Практическая значимость данных работ подтверждена соответствующими i актами внедрения. i

3. Результаты диссертационной работы ' внедрены в учебный процесс в Московском государственном институте электронной техники. Разработанные автором технологические основы' формирования планарных элементов наноэлекгроники, а также методики исследования низкоразмерных структур использованы при разработке и модернизации лекционных курсов и лабораторных работ по ряду учебных дисциплин, в том числе: «Основы зондовой микроскопии», «Основы зондовой нанотехнологии», «Вопросы современной физики».

Методы, разработанные и исследованные при выполнении работы, соответствуют «Перечню критических технологий РФ», №7 («Нанотехнологии и наноматериалы»), №11 («Технологии механотроники и создания микр о системной техники»), №12 («Технология мониторинга и прогнозирования состояния атмосферы и гидросферы»), №30 («Технологии создания электронной компонентной базы»).

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Комплекс технологических процедур на основе локального > окисления ультратонких металлических плёнок, позволяющий формировать наноразмерный рельеф и низкоразмерные функциональные проводящие структуры. Основу комплекса составляют:

- физический эффект локального окисления и/или разогрева проводящего I квазиодномерного проводника протекающим током;

- возможность селективного удаления продуктов реакции при окислении ультратонких углеродных плёнок.

2. Метод формирования в ультратонких металлических и углеродных пленках квазиодномерных проводников, обладающих островковым механизмом проводимости. Проведено экспериментальное доказательство переброски электронов через отдельные участки наносужения посредством I автоэлектронной эмиссии и продемонстрировано, что ток может быть определён согласно закону Фаулера - Нордгейма. При этом полевое управление проводимостью в канале квазиодномерного проводника определяется изменением величины туннельного барьера между островками.

3. Результаты комплексного исследования методами сканирующей зондовой микроскопии функциональных характеристик углеродных наногрубок в

1 составе элементов наноэлектроники, в том числе:

18 , I

- неразрушающая визуализация иаиотрубок в составе функциональных структур при наведении в нанотрубках электрического потенциала в двухпроходном режиме работы атомно-силового микроскопа;

- измерение угла хиральности и определение типа проводимости как отдельных углеродных нанотрубок, так и нанотрубок, находящихся в пучках, с использованием методов сканирующей туннельной микроскопии в стандартных условиях, позволяющие определить электрические свойства нанотрубок в составе функциональных элементов.

4. Групповые методы формирования планарных интегральных структур на основе углеродных нанотрубок и их композиций, определяющие технологические 1 процедуры создания функциональных структур па основе квазиодномерных I проводников и позволяющие исследовать функциональные характеристики ' элементов наноэлектроники на основе нанотрубок (транзисторов, логических вентилей).

5. Результаты комплексного исследования функциональных характеристик наноструктур на основе углеродные нанотрубок в зависимости от способа . интеграции нанотрубок и факторов окружающей среды: 1

- показано, что контакт многослойных нанотрубок и сеток однослойных нанотрубок с золотыми электродами' имеет омический характер при комнатной температуре, тогда как однослойные нанотрубки формируют контакт барьерного типа; продемонстрирована стабильность статических электрических , характеристик структур на основе углеродных нанотрубок при их облучении пучками электронов (дозой 10б рад) и нейтронов (дозой 5-1012 нейтрон/см2).

6. Результаты комплексного ' исследования функциональных характеристик сенсорных структур на основе углеродные нанотрубок. Показано, что:

- увеличение влажности приводит к уменьшению носителей заряда в элементах на основе однослойных нанотрубок; увеличение проводимости структур возможно за счёт формированием дополнительных каналов проводимости при влажности выше 40%;

- взаимодействие молекул газа акцепторного и донорного типа с сенсорной структурой происходит в два этапа: прохождение сквозь слой 1 адсорбата на нанотрубке и физическая сорбция молекул на нанотрубке; ,

- изменение проводимости плёнок нанотрубок (толщиной несколько десятков нанометров) определяется не только изменением концентрации адсорбируемых спиртов, но и характерными параметрами массы и энтальпии испарения молекул газа. I

Личный вклад автора

Концепция диссертации, формулирование цели и постановка решенных в ней задач отражают творческий вклад автора и его точку зрения на рассматриваемую проблему. Основные результаты диссертации, представленные в

разделе «Научная новизна» и вынесенные на защиту, получены лично автором.

Результаты исследований, изложенные в главе 2, были получены при активном участии Корнеева Н.В.; результаты, изложенные в главе 3, получены при активном участии Булатова A.II.; результаты, изложенные в главах 4 и 6. получены при активном участии Строганова A.A.; результаты, изложенные в разделе 2.2.4, получены при активном участии Хартова C.B. Большинство из полученных

1 1 экспериментальных результатов, а также теоретические расчёты были обсуждены с I проф. Неволиным В.К. Исследования радиационных эффектов в элементах наноэлектроники были проведены совместно с проф. Громовым Д.В. (Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»), Во всех совместных работах автор участвовал в постановке задач, разработке методик

1 I исследования и технологических подходов, написании статей, докладов и патентов, а также представлял результаты исследований на научно-технических I конференциях. I

Апробация работы

Большая часть материалов диссертационной работы была получена при > выполнении исследовательских проектов в рамках следующих грантов: Президента РФ для молодых учёных - кандидатов наук Ne МК-1810.2005.8 и № МК-3132.2007.8; Рособразования ГК № П1534, 01200106723, 01980003510; РФФИ №

08-08-08138-з; Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере № 6486р/9120; Роснауки РФ № 02.513.11.3081; МКНТ, №1.1.100.

Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, и ее научные положения докладывались на российских и международных конференциях, семинарах и научных сессиях, форумах, выставках: Международная крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, Украина, 2000, 2008; Международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», Таганрог, 2000, 2006; Международная научно-техническая конференция «Электроника и информатика», Зеленоград, 2000, 2002. 2005; Всероссийская научно-техническая конференция «Микро- и наноэлектроника -2001», Звенигород, 2001; всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика», I

Москва, 2001, 2002, 2004; "Nano and giga challenges in microelectronics research|and I opportunities in Russia" symposium and summer school, Moscow, 2002; всероссийская I молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто-и наноэлектронике, Санкт-Петербург, 2002. 2003; II всероссийская научно-техническая дистанционная конференция «Электроника». Москва, 2003; международная конференция «Химия ^вердого тела и современные микро- и нанотехнологии», Кисловодск, 2004, 2007, 2008; Международная конференция «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология», Москва, 2004, 2006; II Russian-Japanese seminar "Perspective technologies, materials and equipments of solid-state electronic components", Moscow, 2004; I France-Russian I

Seminar «New achievements in material science», Nancy, France, 2004; Biennial international workshop "Fullerenes and atomic clusters'', St.-Petersburg, 2005, 2007, 2009; International conference "Micro- and nanoelectronics -2005" ICMNE-2005, Moscow, Zvenigorod, 2005; XV Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел, Черноголовка, 1

2007; Научная сессия МИФИ-2008, Москва, 2008; Ninth Internetional Conference on i I the Science and Application of Nanotubes, Montpellier, France, 2008; Международный форум по нанотехнологиям, Москва, 2008, 2009;. Международная научнотехническая конференция «Микроэлектроника и наноинженерия-2008», Зеленоград, 2008; International conference "Nanomeeting 2009", Minsk, 2009; International conference nanobiophysics: fundamental and applied aspects. Kharkov, Ukraine, 2009.

Результаты исследований в области разработки тестовых структур на основе углеродных нанотрубок для сканирующей зондовой микроскопии были удостоены I золотой медали на Международном салоне промышленной собственности «Архимед-2008» (Москва, 2008 г.).

Публикации

Основные результаты исследования, проведенного, автором, изложены в 61 опубликованной работе, в том числе 22 статьях в журналах, рекомендованных ВАК России, 32 материалах всероссийских и международных конференций, и 4 патентах РФ на изобретения. Основные положения диссертационного исследования полностью представлены в опубликованных работах. I

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложения.

Основные результаты и выводы выполненных исследований могут быть сформулированы следующим образом:

1. Разработаны физико-технологические основы создания планарных квазиодномерных проводников в металлических и углеродных пленках. С использованием методов, совмещающих локальное анодное окисление и окисление, индуцированное током, продемонстрировано формирование проводящего квазиодномерного канала, окруженного изолирующими областями. При этом, в случае использования углеродных пленок различной природы продуктами реакции являются летучие компоненты на основе углерода.

2. В квазиодномерных проводниках, созданных в металлических пленках, наблюдается переход от сплошного к островковому типу проводимости. Предложенный островковый механизм проводимости на основе переброса электронов через отдельные участки наносужения подтверждается I полученными данными микроскопического анализа и измерения электростатических характеристик.

3. Разработаны конструктивно-технологические процедуры интеграции углеродных нанотрубок в компоненты электронных схем, позволяющие формировать структуры, содержащие заданное количество квазиодномерных проводников. Предложенные механизмы манипулирования нанотрубками на основе методов зондовой микроскопии и электрокинетического воздействия I позволяют формировать структуры с заданными функциональными параметрами в составе интегральных схем с использованием групповых методов микроэлектронной технологии.

4. Развиты методы сканирующей зондовой микроскопии для визуализации углеродных нанотрубок в стандартных условиях и исследования их электрофизических свойств. Показана возможность неразрушающего контроля ' углеродных нанотрубок в составе интегральных схем методами зондовой микроскопии. Впервые обнаружены методами атомно-силовой микроскопии углеродные нанотрубки, полученные методом холодной деструкции графита, обладающие различной геометрией (волокна, ветвящиеся образования).

5. Разработана конструкция тестовой структуры на основе углеродных нанотрубок для калибровки зондов сканирующих зондовых микроскопов. В I качестве апробации конструкции выполнено исследование широкого класса зондов с различным радиусом закругления острия: кремниевых кантилеверов промышленного типа, вискерных зондов и зондов, полученных электрохимической заточкой вольфрама.

6. Разработаны физико-технологические основы изготовления функциональных элементов электроники на основе углеродных нанотрубок. Проведены исследования основных статических и динамических характеристик данных структур. Экспериментально доказано, что в одном пучке могут находиться нанотрубки, обладающие различным типом проводимости. Предложен и I реализован прототип транзистора на основе пучков однослойных нанотрубок с I подвижностью основных носителей заряда 1800см/В-с. Предложен и I реализован метод изменения числа каналов проводимости наноструктур за счет пропускания импульса тока высокой плотности. Предложен и реализован прототип инвертора на основе пучков углеродных нанотрубок с линейной нагрузкой в виде внешнего резистора, с коэффициентом передачи 0,75. Предложен и реализован макет интегрального инвертора с нелинейной нагрузкой на основе транзисторов из сеток пучков ОСНТ. I

7. Продемонстрировано, что статические электрические характеристики функциональных элементов на основе углеродных нанотрубок стабильны при воздействии облучения электронами с дозой 106, рад и нейтронами 5-1012 нейтрон/см2, что связано с малыми сечениями рассеяния углеродных нанотрубок и отсутствием дефектов в их кристаллической решетке.

8. Продемонстрирована зависимость чувствительности функциональных структур на основе углеродных нанотрубок к факторам окружающей среды (температуре, влажности) от архитектуры сформированных элементов. Увеличение плотности пленок из нанотрубок приводит к уменьшению их чувствительности к изменениям относительной влажности, что связано с увеличением доли металлической проводимости в сетке.

9. Процесс адсорбции и десорбции молекул на тонких сетках углеродных нанотрубок и изменение их сопротивления описывается кинетическими уравнениями, что позволяет управлять процессом сорбции молекул на наноструктурах посредством температурного регулирования. 10. Изменение проводимости структуры с пленкой нанотрубок при сорбции паров спиртов происходит в два этапа и связано с сорбцией спиртов на поверхности пленки и с диффузией паров вглубь пленки и определяется скоростью диффузии молекул спирта в среде нанотрубок. При этом преобладают физические механизмы изменения проводимости за счет внедрения молекул I спирта в области контактов нанотрубка - нанотрубка и нанотрубка - электрод. I

БЛАГОДАРНОСТЬ

Автор выражает огромную благодарность и искреннюю признательность своему научному консультанту профессору В.К. Неволину за постоянное внимание и помощь на всех этапах работы. Также автор благодарит В.И. Петрика (НИИ физики фуллеренов и новых материалов РАЕН), i Е.Д. Образцову (ИОФАН), Э.Г. Ракова (РХТУ) и A.B. Крестинина (ИПХФ РАН) предоставивших материал нанотрубок для исследований.

Автор благодарит за помощь, оказанную на основных этапах работы, профессора В.В. Лосева, Н.В. Корнеева, А.Н. Булатова, A.A. Строганова, C.B. Хартова, М.М. Симунина, а также коллектив Научно-образовательного центра «Зондовая микроскопия и нанотехнология».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Chau R., Boyanov В., Doyle В. et al. Silicon nano-transistors for logic applications // Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 2003. - Vol. 19. - N. 1-2. -P. 1-5.

2. Natarajan S., Armstrong M., Bost M. et al. A 32nm logic technology featuring 2ndлgeneration high-k + metal-gate transistors, enhanced channel strain and 0.171pm SRAM cell size in a 291Mb Array // IEDM-2008 Proceedings. 2008. - P. 941.

3. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 416 с.

4. Афанасьев А.В., Афанасьев В.П., Глинский Г.Ф. и др. Нанотехнология: физика, процессы, диагностика, приборы / Под ред. Лучинина В.В., Таирова Ю.М.- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 552 с.

5. Головин Ю.И. Введение в нанотехнику. М.: Машиностроение, 2007. - 496 с.

6. Carbon nanotubes: synthesis, structure, properties and applications (Topics in applied physics). Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Avouris Ph. (eds.) // SpringerVerlag: Berlin. 2001. - 448 p.

7. Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Строганов A.A., Гирфанова Н.А. Новости нанотехнологии // Микросистемная техника. 2002. - № 12. - С.35-36.

8. Faux D.A., Downes J.R., O'Reilly Е.Р. Analytic solutions for strain distributions in quantum-wire structures // J. Appl. Phys. 1997. - Vol. 82. - N. 8. - P. 3754-3762.

9. Saraydarov M.,' Donchev V., Germanova K. et al. Characterization of GaAs/AlGaAs quantum wires by means of longitudinal photoconductivity // Journal of Applied Physics. 2004. - Vol. 95. - N. 1. - P. 64-68.

10. Avirain A., Ratner M.A. Molecular rectifiers // Chem. Phys. Lett. 1974. - Vol. 29. -N. 2.-P. 277-283.

11. Porath D., Bezryadin A., Vries S. et al. Direct measurement of electrical transport through DNA molecules //Nature. 2000. - Vol. 403. - N. 6770. - P. 635-638.

12. Campbell P.M., Snow E.S., McMarr P.J. Fabrication of nanometer-scale side-gated silicon field effect transistors with an atomic force microscope // Applied Physics Letters.- 1995.-Vol. 66. -№ 11.-P. 1388-1390.

13. Snow E.S., Park D., Campbell P.M. Single-atom point contact devices fabricatediwith an atomic force microscope // Applied Physics Letters. 1996. - Vol. 69. - №'2. -P. 269-271. '

14. Landauer R. Conductance determined by transmission: probes and quantised constriction resistance // J. Phys. Condens. Matter. 1989. - Vol. 1. - P. 8099—8110.

15. Wees B.J., Houten H., Beenakker C.W.J., Williamson J.G., Marel D„ Foxton C.T. Quantized conductance of point contacts in a two-dimensional electron gas // Phys. Rev. Lett. 1988. - V. 60. - P. 848-850.

16. Неволин В.К. Двухэлектродные элементы наноэлектроники на основе квантовых проводов // Микроэлектроника. 1999. - Т. 28. - №4. - С.293-300.

17. Pascual J.I., Mendez J., Gomez-Herrero J., Baro A.M., Garcia N., Binh V.T. Quantum contact in gold nanostructures by scanning-tunneling-microscopy // Phys. Rev. Lett. 1993.-Vol. 71.-P. 1852-1855.

18. Неволин B.K. CTM для работы на воздухе //,ПТЭ. 1988. - №5. - С. 248. i19.| Неволин В.К., Бессольцев В.А. Проводимость полимерных микропроводниковI

19. Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника. 1989. - №3. - С.58-61.

20. Li C.Z., Sha Н., Тао N .J. Adsorbate effect on conductance quantization in metallic • nanowires // Phys. Rev. B. 1998. - Vol. 58. -N. 11. P. 6775-6778.

21. Li C.Z., He H.X., Bogozi A., Bunch J.S., Tao N.J. Molecular detection based on conductance quantization of nanowires // Appl. Phys. Lett. 2000. - Vol. 76. - N. 10. -P. 1333-1336.

22. Fan Y., Lafferty N., Bourov A., Zavyalova L., Smith B.W. Study of air bubbleiinduced light scattering effect on image quality in 193 nm Immersion Lithography // Proc. SPIE. 2004. - P. 5377.

23. Rinne J.W., Gupta S., Wiltzius P. Inverse design for phase mask lithography // Optics Express. 2008. - Vol. 16. - N. 2. - P. 663-671.

24. Berger S.D., Gibson J.M. New approach to projection-electron lithography with demonstrated 0.1 pm linewidth// Appl. Phys. Lett. 1990. - Vol. 57. P. 153-155.t

25. Moore G.E. Progress in digital integrated electronics I I Proc. IEEE IEDM. 1975. -P. 11-13.'27. , International technology roadmap for semiconductors // Semiconductor Industry Association, San Jose, CA, 1998.I

26. Binnig G., Quate C.F., Gerber Ch. Atomic force microscope // Phys. Rev. Lett. -1986. Vol. 56. - N. 9. P. 930-933.

27. Valiev K.A. The physics of submicron lithography-microdevices: Physics and fabrication technologies. Plenum Press, New York, - 1992.

28. Hibder H.R., Schlogl R., Oelhafen P., Gunterodt H.-J., Ringger M. Nanometerilithography with the STM // Appl. Phys. Lett. 1985. - Vol. 46. - N. 9. P. 832-834.

29. Liu X., Guo S., Mirkin C.A. Surface and site-specific ring-opening metathesis polymerization initiated by Dip-Pen nanolithography // Angew. Chem. Int. Ed. 2003. -Vol. 115.-P. 4933^1937.i

30. Van Loenen E.J., Dijkkamp D., Hoeven A.J., Lenssinck J.M., Dieleman J. Directwriting in Si with a scanning tunneling microscope // Appl. Phys. Lett. 1989. - Vol. 55.i1. P.1312-1314.

31. Eigler D.M., Schweizer E.K. Positioning single atoms with a scanning tunnelling microscope // Nature. 1990. - Vol. 344. - P. 524-526.

32. Crommie M.F., Lutz C.P., Eigler D.M. Confinement of electrons to quantum corralson a metal surface // Science. 1993. - Vol. 62. - P. 218-220.i

33. Dagata J. A., Schneir J., Harary H.H., Evans С J., Postek M.T., Bennett J. Modification of hydrogen-pas si vated silicon by a scanning tunneling microscope operating in air // Appl. Phys. Lett. 1990. - Vol. 56. - P. 2001-2003.

34. Kroto H.W., Heath J.R., O'Brein S.C., Curl R.F., Smalley R.I. C60: Buckminsterfullerene //Nature. 1985. - Vol. 318. - P. 162-163.

35. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature. 1991. - Vol. 354. - P. 56-58.i

36. Косаковская З.Я, Чернозатонский JI.А., Федоров E.A. Нановолоконнаяуглеродная структура // Письма в ЖЭТФ. 1992. - Том 56. - Вып. 1. - С. 26-30.

37. Saito R:, Dresselhaus G., and Dresselhaus M. S. Physical Properties of Carbon Nanotubes // Imperial College Press, London, 2000. 258 p.

38. Dekker С. Carbon nanotubes as molecula quantum wire // Phys. Today. 1999. -Vol. 22. - N. 5. - P. 22-28.

39. Volodin A., Ahlskog M., Seynaeve E., Van Haesendonck C., Fonseca A., and Nady J.B. Imaging the elastieal properties of coiled carbon nanotubes with atomic force microscopy // Phys. Rev. Lett. 2000. - Vol. 84. - N. 15. - P. 3342-3345.

40. Dai H., Hafner J.H., Rinzler A.G. Colbert D.T., Smalley R.E. Nanotubes as nanoprobes in scanning probe microscopy // Nature. 1996. - Vol. 384. - N. 6605. - P. 147-150.

41. Haesendonck C.V., Stockman L., Vullers R.J.M. et al. Nanowire bonding with the scanning tunneling microscope // Surface Science. 1997. - V. 386. - P. 279-289.

42. Hamada N., Sawada S. Oshiyama A. New one-dimensional conductors: graphitic microtubules //Phys. Rev.1 Lett. 1992. - V. 68. - Iss. 10. - P. 1579-1581.

43. Saito R., Fujita M., Dresselhaus G. et al. Electronic structure of chiral graphene tubules // Appl. Phys. Lett. 1992. Vol 60. N. 18. P. 2204-2206.

44. Mintmire J.W., Dunlap B.I., White C.T. Are fullcrene tubules metallic? // Phys. Rev. Lett. 1992. - V. 68. - Iss. 5. - P. 631-634.

45. Bockrath M. W. Carbon nanotubes: Electrons in one dimension // A dissertation 'submitted in partial satisfaction of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Physics. Berkeley. 1999. - 131 P. . '

46. Minot E. D. Tuning the band structure of carbon nanotubes // A dissertation submitted in partial satisfaction of the requirements for the degree of doctor of philosophy. Cornell University. 2004. - 118 P.

47. Venema L.C., Meunier V., Lambin Ph., Dekker C. Atomic structure of carbon nanotubes from scanning tunneling microscopy // Phys. Rev. B. 2000. - Vol. 61. - N. 4. - P. 2991-2996.

48. Collins P.G., Avouris Ph. Nanotubes for electronics // Scientific American. 2000. -P 62-69.

49. Journet C.; Maser W. K.; Bernier P. et al // Nature. 1997. - Vol. 388. - P. 756-758.

50. Крестинин A.B. Проблемы и перспективы развития индустрии углеродных нанотрубок в России // Российские нанотехнологии. — 2007. Том 2. - №5-6. С. 1823.

51. Ren Z.F., Huang Z.P., Xu J.W. et al. Synthesis of large arrays of well-aligned carbon nanotubes on glass // Science. 1998. - V. 282. - P. 1105-1107.

52. Sinnot S.B., Andrews R., Qian D., et al. Model of carbon nanotube growth through chemical vapor deposition // Chem. Phys. Lett. 1999. - Vol. 315. - P. 25-30.

53. Guo Т., Nikolaev P., Thess A., et al. Catalitic growth of single-walled nanotubes by laser vaporation // Chem. Phys. Lett. 1995. - Vol. 2431 - P. 49-54.

54. Thess A., Lee R., Nikolaev P. et al. Crystalline ropes of metallic carbon nanotubes // Science. 1996. - Vol. 273. - N. 5274. - P. 483-487.

55. Петрик В.И. Способ очистки воды, и/или водных поверхностей, и/или твёрдых поверхностей от нефти, нефтепродуктов и других углеводородных химических загрязнений (варианты) // Патент РФ № 2163840 от 30 сентября 1999.

56. Frank S., Poncharal Ph., Wang A.Z. et al. Carbon nanotube quantum resistors // Science. 1998. - Vol. 280. - N. 5370. - P. 1744-1746.

57. Sanvito S., Kwon Y.-K., Tomanek D., Fractional C. J. Quantum conductance in carbon nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2000. - Vol. 84. - N. 9. - P. 1974-1977.

58. Wildoer J.W.G, Venema L.C., Rinzler A.G., Smalley R.E., Dekker C. Electronic structure of atomically resolved carbon nanotubes //Nature. 1998. - Vol. 391. - N. 6662. - P. 59-62.

59. Wind S. J., Appenzeller J., Martel R., Derycke V., Avouris Ph. Vertical scaling of carbon nanotube field-effect transistors using top gate electrodes // Appl. Phys. Lett. -2002.-V. 80.-P. 3817-3819. ' 1

60. Tseng, Y.-C.; Xuan, P.; Javey, A.; Malloy, R.; Wang, Q.; Bokor, J.; Dai, H. Monolithic integration of carbon nanotube devices with silicon MOS technology // Nano Lett. 2004. - Vol. 4. - N. 1. - P. 123-127.

61. Rosa H., Chan M., Carmen K., Fung M., Li J. Rapid assembly of carbon nanotubes for nanosensing by dielectrophoretic force // Nanotechnology. 2004. - Vol. 15. - P. 672

62. Gao Y., Bahdo Y. Carbon nanothermometer containing gallium // Nature. 2002. -V. 415. - P. 599-600.

63. Guo J., Kan E. C., Ganguly U., Zhang Y. High sensitivity and nonlinearity of carbon nanotube-based charge sensors // J. Appl. Phys. 2006. Vol. 99. - P. 084301084306.

64. Адамов Ю.Ф., Корнеев H.B., Мокеров В.Г., Неволин В.К. Формирование иIэлектрические свойства планарных 2D- наноразмерных структур // Микросистемная техника. 2000. - №1. - С. 13-16.

65. Shevyakov V., Lemeshko S., Roschin V. Conductive sPM probes of base Ti or W refractory compounds // Nanotechnology. 1998. - N. 9. - P. 352-355.

66. Чопра К.Л. Электрические явления в тонких пленках. М.: Мир, 1972. - 435 с.I

67. Анисимов С.И., Имас Я.А. и др. Действие излучения большой мощности на металлы // М.: Наука, 1970. 272с. I

68. Басов Н.Г. и др. Нагревание и разлет плазмы, образующейся при воздействии сфокусированного гигантского импульса лазера на твердую мишень // ЖЭТФ. -1966.- Том 51. С. 989-991.I

69. Tonon G. Spectres de l'energie des ions emis par le berylliume, le carbon et le molibdene sous Taction du faisceau d'un laser. // C.R.Acad.Sci. 1966. - V.262. - P. 706709.

70. Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Рощин B.M., Снисаренко Э.А. Формирование наноконтактов при локальном оксидировании титановых пленок // Микросистемная техника. 2001. - № 11. - С. 42-45.

71. Van Bael М. Regular arrays of magnetic dots and their pinning properties // Ph.D. Thesis, Leuven, 1998.

72. Tellier C., Tosser A. Mayadas-Shatzkes conduction in nucleation-grown r.f. sputtered films of aluminium// Thin Solid Films. 1976. - Vol. 37. - P. 207-214.

73. Fuchs K., The conductivity of thin metallic films according to the electron theory ofmetals // Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. 1938. i

74. Vol. 34.-Iss. 01.-P. 100-108.

75. Mayadas A.F., Shatzkes M. Electrical-resistivity model for polycrystalline films: the case of arbitrary reflection at external surfaces // Phys. Rev. B. 1970. - Vol. 1. - P. 1382-1389. 1

76. Hasma P.K., et al. Tapping mode atomic force microscopy in liquids // Appl. Phys. Lett. 1994. - Vol. 64. - P. 923-932.

77. Миронов B.JI. Основы сканирующей зондовой микроскопии. М: Техносфера, 2004. 144 с.

78. Kramer N., Jorritsma .Т., Birk Н., Shonenberger С. Nanometer lithography on silicon and hydrogenated amorphous silicon with low-energy electrons // Microel. Eng.1995. Vol. 27. - P. 47-50.i

79. Stievenard D., Fontaine Р.А. Dubois Е. Nanooxidation using a scanning probe microscope: An analytical model based on field induced oxidation // Appl. Phys. Lett. -1997. V. 70. - N. 24. - P. 3272-3274.

80. Гаврилов С.А., Лемешко C.B., Рощин B.M., Соломатенко Р.Г., Шевяков В.И. Исследование особенностей процесса локального окисления пленок титана на основе сканирующей зондовой микроскопии // Известия ВУЗов. Электроника. -2000.-№3.-С. 13-19.

81. Sarid D. Scanning Force Microscopy // Oxford University Press, Oxford, -1994.

82. Konsek S.L., Coope R.J.N., Pearsall T.P., Tiedje T. Selective surface modifications with a scanning tunneling microscope // Appl. Phys. Lett. 1997. - Vol. 70. - P. 18461848.

83. Belaidi S., Girard P., Leveque G. Electrostatic forces acting on the tip in atomic force microscopy: Modelization and comparison with analytic expressions // J. Appl.

84. Phys.-1997.-Vol. 81.-P. 1023-1030.i

85. Булатов A.H., Хартов C.B. Исследование адсорбата воздуха на твердотельных подложках методами атомно-силовой микроскопии // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2004. - № 4. - С. 9-17.

86. Trimmer W. Mieromechanies and MEMS classic and seminal papers. New York: IEEE Press, 1997.-P. 381.

87. Морган Д. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах. М.: Радио и связь, 1990. - 416 с.

88. Дейкин Дж., Кашло Б. Оптоволоконные сенсоры: принципы и компоненты. -М.: Мир, 1992-438 с. '

89. Неволин В.К. Зондовые нанотехнологии в электронике.- М.: Техносфера, 2005.- 148 с.

90. Гомбоев Р.И., Симаков И.Г. Низкочастотная диэлектрическая проницаемость воды в! адсорбционном слое // Материалы 2-й Байкальской школы по фундаментальной физике. Иркутск: 1999. Т. 2. - С. 361-365.

91. Binggeli М., Mate С.М. Influence of water vapor on nanotribology studied by friction force microscopy // J. Vac. Sci. Technol. 1995. - Vol. 13. - No. 3, P. 13121315.

92. Sugimura H., Uchida T. Tip-induced anodization of titanium surfaces by scanning tunneling microscopy: a humidity effect on nanolithography // Appl. Phys. Lett. 1993. -Vol. 63.-P. 1288-1291.1.i

93. Bulatov A. N., Nevolin V. K. Effect of electrostatic interaction between conductiveicantilever and metal film on local anododic oxidation // Proc. SPIE. 2003. - Vol. 5401. - P. 298-304.

94. Физические величины. ,Справочник. / А.П.1 Бабичев, Н.А. Бабушкина, A.M. Братковский и дрю; Под ред. И.С. Григорьева, E.JI. Мейлихова. М.; Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

95. Vullers R.J.M., Ahlskog М., Cannaerts М., Van Haesendonck С. The field induced oxidation of mesoscopic Ti structures by AFM with diamond coated tips // J. Vac. Sci. 'Technol. B. 1999. - Vol. 17. - N. 6. - P. 2417-2422'.

96. Lemeshko S., Gavrilov S., Shevyakov V. et al. Investigation of tip-induced ultrathin Ti film oxidation kinetics // Nanotechnology. 2001. P. 273-276.

97. Булатов A.H., Неволин В.К. Анодное окисление тонких пленок алюминия в атомно-силовом микроскопе // Микросистемная техника. 2003. - № 11. - С. 42-44.

98. Ogatay S., Campbellz TJ. Parallel molecular dynamics simulations for the oxidation of an aluminium nanocluster // J. Phys.: Condens. Matter. 1998. - Vol. 10. -P. 11449-11458.

99. Rotole J.A., Sherwood P.M.A. X-ray photoelectron spectroscopic studies of the oxidation of aluminium by liquid water monitored in an anaerobic cell // J Anal Chem., 2001, Vol. 369, P. 342-350

100. Kannan T.S., Panda P.K., Jaleel V.A. Preparation of pure boehmite A1203 their mixtures by hydrothermal oxidation of aluminums metal // J. Materials Science Letters -1997. Vol. 16 .- P. 830-834.

101. Garcia R., Calleja M., Perez-Murano F. Local oxidation of silicon surfaces by dynamic force microscopy: Nanofabrication and water bridge formation // Appl. Phys. Lett. 1998. - Vol. 72. - P. 2295-2297.i

102. Snow E.S., Campbell P.M. AFM fabrication of sub-10-nanometer metal-oxideidevices with in situ control of electrical properties science. 1995. Vol. 270. P. 16391641.

103. Shiricashi J., Matsumoto K., Miura N., Konagai M. Single-electron transistor with

104. Nb/Nb oxide system fabricated by atomic force microscope nano-oxidation process // Jpn. J. Appl. Phys. 1997. - Vol. 36. - P. 1257-1260.

105. Inner В., Kehrle M., Lorenz H., Kotthaus J.P. Fabrication of Ti/TiOx tunneling barriers by tapping mode atomic force microscopy induced local oxidation // Appl. Phys. Lett. 1997. - Vol. 71. P. 1733-1735. (

106. Murray J.L., Wriedt H.A. Phase diagrams of binary titanium alloys, edited by J.L. Murray. ASM International, Materials Park, Ohio, -1987. 345 p.

107. Корнеев H.B. Формирование и электрофизические свойства двухэлектродных планарных элементов наноэлектроники. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МИЭТ, 2001. - 22 с.

108. Физика тонких пленок: Современное состояние исследований и технические применения. Под. Общ. Ред. М.Х. Франкомба и Р.У. Гофмана. Т. 6. Пер. с англ. М.:I1. Мир, 1973.-392 с.

109. Matsumoto R., Takahashi S., Ishii V. Application of STM nanometer-size oxidation process to planar-tipe MIM diode // Jpn. J. Appl. Phys. 1995. - Vol.34. Part 1, No. 2B. -P.1387-1390.

110. Held R., Heinzel Т., Studerus P., Ensslin K. Nanolithography by local anodic oxidation of metal films using an atomic force microscope // Physica. 1998. - Vol. E 2. -P. 748-752.

111. Cooper E.B., Manalis S.R., Fang H., Dai H., Matsumoto K., Minne S.C., Hunt Т.,quote C.F. Terabit-per-square-inch data storage with the atomic force microscope // Appl. Phys. Lett. 1999. - V. 75. - No. 22. - P. 3566-3568.

112. Гайдуков Ю.П. Электронные свойства вискеров // Успехи физических наук. i 1984. - Том 142. - Вып. 4. С. 571-597I

113. Новодворские! О.А., Храмова О.Д., Венцель К., Барта Й.В. Размерные эффекты статической проводимости в тонких пленках тантала // ЖТФ. 2005. Том 75.-Вып. 6.-С. 42-45.

114. Bobrinetskii I., Nevolin V.K., Korneev N. Differential conductance of planarImicrocontacts formed by a conductive probe // Phys. Low-Dim. Struct. -2001. N. 3/4 -P. 183-188;

115. Бобринецкий И.И., Корнеев H.B. Неволин B.K. Особенности планарныхIметаллических наносужений. // Известия ВУЗов. Электроника. 2001. - №3. - С. 1722.

116. Бобринецкий И.И., Корнеев Н.В., Неволин В.К. Дифференциальная проводимость планарных нанодиодов. // Тезисы докладов 3-й международной научно-технической конференции "Электроника и информатика XXI век". Зеленоград. - 2000. - С. 34.

117. Future trends'in microelectronics. Edited by Luryi S., Xu J., Zaslavsky A. John Wiley & Sons, Inc, 1999. - 435 p.

118. Remmel Т., Ramprasad R., Walls J. Leakage behavior reliability assessment of tantalum oxide dielectric MIM capacitors // International Reliability Physics Symposium, Dallas. 2003. - P. 277-282.

119. Avouris Ph., Hertel Т., Martel R. Atomic force microscope tip-induced local oxidation of silicon: kinetics, mechanism nanofabrication // IBM Research Division, New York. 1997. - P. 285-287.

120. Булатов A.H., Неволин B.K. Полевой эффект в квазиодномерном канале на танталовых пленок // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2005, № 2. - С. 37-42.

121. Булатов А.Н. Формирование и электрические свойства планарных элементов на основе металлических и углеродных пленок наноразмерных толщин. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МИЭТ. 2004. - 23 с.

122. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Том 3. Квантовая механика. М.: Физмат ГИЗ. 1963. - 704 с.I

123. Флюгге 3. Задачи по квантовой механике. Том 1. Издательство «Мир». 1974. -341 с.

124. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Издательствоt1. Химия». 1978. с. 432.

125. Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. Издательство «Наука». 1966. - 564 с.

126. Бобринецкий И.И., Булатов А.Н., Неволин В.К. Первые макеты функциональных элементов углеродной наноэлектроники // Нанотехника. 2006. -№2 (6). - С. 9-13.

127. Бобринецкий И.И., Булатов А.Н., Неволин В.К. Интегральная схема на основе пучков углеродных нанотрубок и квазиодномерного микросужения // IV

128. Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии», Кисловодск. -|2004. С. 233-236.

129. Axenov A.I., Bobrinetskii I.I., Bulatov A.N. et al. Fabrication of carbon nanotube-based devices for different applications in electronics // Biennial International Workshop '"Fullerenes and atomic clusters". 2005. - P. 190.

130. Булатов A.H., Неволин B.K., Чаплыгин Ю.А. Зондовая технология в наноэлектронике на основе углеродных элементов // Известия вузов. Электроника. -2005. -№4-5. -С. 98-101.

131. Li W.Z., Xie S.S., Qian X.,. Chang B.H, Zou B.S., Zhou W.Y., Zhao R.A., Wang G. Large-scale synthesis of aligned carbon nanotubes // Science. 1996. - Vol. 274. - N. 5293. - P. 1701-1703.

132. Dittmer S., Mudgall S., Nerushev O.A., Campbell E.E.B. Local heating method for growth of aligned carbon nanotubes at low ambient temperature // Fizika Nizkikh Temperatur. 2008. - V. 34. - No. 10. - P. 1058-1062.

133. Wu P. K., Fitz-Gerald J., Piqué A., Chrisey D.B., McGill R.A. Deposition ofnanotubes and nanotube composites using matrix-assisted pulsed laser deposition // Mat.

134. Res. Soc. Proc. Spring. 2000. - Vol. 617. - P. J2.3.1-J2.3.6.i

135. Э.Г. Раков Состояние производства углеродных нанотрубок и нановолокон // Российские нанотехнологии. 2008. - Том 3. - № 9-10. - С. 89-94. 1

136. Бобринецкий И.И. Формирование и исследование электрических свойств планарных структур на основе углеродных нанотрубок. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 2005. 26 с.

137. Бобринецкий И.И., Снисаренко Э.А., Шмалько Д.Ю. Исследованиеiуглеродных нанотрубок методами СЗМ // Тезисы докладов 9-всеросийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика 2002». - 2002. - С. 4.

138. Бобринецкий И.И., Кукин В.Н. Неволин В.К., Симунин М.М. Исследованиеуглеродного наноматериала методами атомно-силовой и электронной микроскопииi

139. Известия высших учебных заведений. Электроника. М.: МИЭТ, 2007. - №.4. - С: 3-6.i

140. Islam M.F., Rojas Е., Bergey, D.M. Johnson A.T., Yodh G. High Weight fraction surfactant solubilization of single-wall carbon nano tubes in water // Nano Letters. 2003. - V. 3. - N. 2. - P. 269-273.

141. Fu Q., Liu J. Effects of ionic surfactant adsorption on single-walled carbon nanotube thin film devices in aqueous solutions // Langmuir. 2005. - V. 21. - P. 1162— 1165.i

142. Бобринецкий И.И. Методы параллельной интеграции углеродных нанотрубок при формировании функциональных устройств микроэлектроники и сенсорной техники // Микроэлектроника. 2009. - Том 38. - № 5. С. 353-360.

143. Неволин В.К. Зондовые нанотехнологии в электронике. 2-е изд., испр и доп. -М.: Техносфера, 2006 г. 160 с.

144. Hertel Т., Martel R., Avouris Ph. Manipulation of individual carbon nanotubes andtheir interaction with surfaces // J. Phys. Chem. B. 1998. - V. 102. - P. 910-915.

145. Бобринецкий И.И., Неволин B.K. Микромеханика углеродных нанотрубок на подложках // Микросистемная техника. 2002. - № 4. - С. 20-21.

146. Бобринецкий И.И., Строганов А.А. Микромеханика углеродных нанотрубоккак элементов наноэлектроники // Тезисы докладов IV международной научно1технической конференции «Электроника и информатика 2002». - 2002. С. - 21-22.

147. Hertel Т., Walkup R.E., Avouris Ph. Deformation of carbon nanotubes by surfacevan-der-Waals forces // Phys. Rev. B. 1998. - Vol. 58. - N. 20. - P. 13870-13873.f

148. Liu K., Avouris Ph., Martel R, Hsu W.K. Electrical transport in doped multiwalled carbon nanotubes // Phisical Rev B. 2001. - Vol. 63. - P. 63-68.

149. Yu M., Lourie O., Dyer M. Strength and breaking mechanism of multiwalled carbon nanotubes under tensile load // Science. 2000. - V. 287. - P. 637-640.

150. Avouris Ph., Hertel Т., Martel R„ Schmidt T.,. Shea H.R, Walkup R.E. Carbon nanotubes: nanomechanics, manipulation, and electronic devices // Applied Surface Science. 1999. - Vol. 141. - P. 201-209.

151. Roschier L., Pentilla J., Martin M. Single-electron transistor made of multiwalled carbon nanotube using scanning probe manipulation // Appl. Phys. Lett. 1999.'- V. 75. -N. 5. - P. 728-730.

152. Yamamoto K., Akita S., Nakayama Y. Orientation and purification of carbon nanotubes using ac electrophoresis // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998. - V. 31. - P. L34-L36.

153. Духин C.C., Дерягин Б.В. Электрофорез. М., «Наука». - 1976. - 332 с.

154. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. Пер. с англ. М.: Мир. 2002. - 589с. Glick B.R., Pasternak JJ. Molecular Biotechnology. Principles and Applications of Recombinant DNA (2nd ed.) - ASM Press, 1998.

155. Wang X-B., Huang Y., Becker F.F., Gascoyne P.R.C. A unified theory or dielectrophoresis and traveling wave dielectrophoresis // J. Phys. D: Appl. Phys. 2004. -V. 27.-P. 1571-1574.

156. Monica A.H., Papadakis S.J., Osiander R., Paranjape M. Wafer-level assembly of carbon nanotube networks using dielectrophoresis // Nanotechnology. 2008. V. 19. P. 085303-085307.i

157. Vijayaraghavan A., Blatt S., Weissenberger D., Oron-Carl M., Hennrich F.,1 I

158. Gerthsen D., Hahn H., Krupke R. Ultra-large-scale directed assembly of single-walled carbon nanotube devices // Nano Lett. 2007. - V. 7. - N. 6. - P. 1556-1560.

159. Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Горшков K.B., Данькин Д.А. Использование метода диэлектрофореза при формировании интегральных структур на основе углеродных нанотрубок // Нано- и микросистемная техника. 2009. - № 2. - С. 1013. ,f

160. Banerjee S., White В.Е. Huang L., Rego B.J., O'Brien S., Hermana I.P. Precise positioning of single-walled carbon nanotubes by ac dielectrophoresis // J. Vac. Sci. Technol. B. 2006. - V. 24. -N. 6. - P. 3473-3178.

161. Бобринецкий И.И., Неволин В.К. Разработка методик диэлектрофореза углеродных нанотрубок при формировании элементов электронной техники //

162. Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии. VII международная1конференция Кисловодск. -2007. С. 156-158.I

163. Wang Y.M., Han W.-Q., Zettl A. Trapping and aligning carbon nanotubes via substrate geometry engineering //New Journal of Physics. 2004. - V. 6. - P. 15-18.

164. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Симунин М.М. Технология производства углеродных нанотрубок методом каталитического пиролиза этанола из газовой фазы // Химическая технология. 2007. - Том 8. - №2. - С. 58-62

165. Бобринецкий И.И., Данькин Д.А. Применение методов электрофореза для сепарирования и исследования углеродных нанотрубок // Химия твердого тела иIсовременные микро- и нанотехнологии. VIII международная конференция Кисловодск. 2008. - С. 10-11.

166. Бобринецкий И.И. Электрофорез в задачах очистки, сепарирования и интеграции углеродных нанотрубок // Российские нанотехнологии. 2009. Том 4. -№ 1-2. - С. 62-66.

167. Shim Н.С., Lee H.W., Yeom S., Kwak Y.K., Lee S.S., Kim S.HJ. Purification of carbon nanotubes through an electric field near the arranged microelectrodes // Nanotechnology. 2007. - V. 18. - P. 115602-115607.

168. Peng H., Alvarez N.T., Kittrell, C. Hauge R.H., Schmidt ILK. Dielectrophoresis Field Flow Fractionation of Single-Walled Carbon Nanotubes // J. Am.' Chem. Soc. -2006. V. 128. - P. 8396-8397.

169. Doom S.K., Strano M.S., O'Connell M.J., Flaroz E.H., Rialon K.L., Hauge R.H., Smalley R.E. Capillary electrophoresis separations of bundled and individual carbon nanotubes //J. Phys. Chem. B. 2003. - Vol. 107. - P. 6063-6069.

170. Krupke R., Hennrich F., Lohneysen H., Kappes M.M. Separation of metallic from semiconducting single-walled carbon nanotubes // Science. 2003. - Vol. 301. - P. 344347.

171. Dimaki M., Boggild P. Dielectrophoresis of carbon nanotubes using microelectrodes: a numerical study // Nanotechnology. 2004. - Vol. 15. - P. 1-8.

172. Быков B.A., Иконников A.B., Кацур С.Ф. и др. Новый базовый электронный блок для управления СЗМ линии «Солвер» // Зондовая микроскопия -2000. Материалы Всероссийского совещания. Нижний Новгород. 2000. - С. 282-286.

173. Wong E.W., Sheehan Р.Е., Lieber С.М. Nanobeam mechanics: elasticity, strength, and toughness of nanorods and nanotubes // Science. 1997. - V. 277. - P. 1971-1975.

174. Muster J., Burghard M., Roth S. et al. SFM characterization of individual carbon nanotubes on electrode arrays // J. Vac. Sci. Technol B. 1998. - V. 16. - N. 5. P. 27962801.

175. Krishnan A., Dujardin E., Ebbesen Т. E. et al. Young's modulus of single-walled nanotubes // Phys. Rev. B. 1998. - V. 58. - N. 20. - P. 14013-14019.

176. Poncharal P., Wang Z.L., Ugarte D. et al. Electrostatic deflections and electromechanical resonances of carbon nanotubes // Science. 1999. - V. 283. - P. 1513—1516. 1i

177. Villarubia J.S. Algorithm for scanned probe microscope image simulation, surface reconstruction, and tip estimation // J. Res. Natl. Ins. Stand. Technol. 1997. - Vol. 102. -N. 4. - P. 425^154.

178. Kopanski J.J., Marchiando J.F., Lowney J.R. Scanning capacitance microscopy measurements and modeling: Progress towards dopant profiling of silicon // J. Vac. Sci. Technol. В. V. 14. - N. 1. - 1996. - P.242-247.

179. Brintlinger Т., Chen Yung-Fu, Dlirkop T. et al. Rapid imaging of nanotubes on insulating substrates // Appl. Phys. Lett. 2002. V.81. N. 13. P. 2454-2456.

180. Бобринецкий И.И., Лосев В.В. Емкостная методика сканирующей зондовоймикроскопии в атмосфере // Известия вузов. Электроника. 2008. - №.6. - С. 85-87.t

181. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Строганов А.А. «Засвечивание» углеродных нанотрубок( в атомно-силовом микроскопе // Известия ВУЗов. Электроника. 2004. -№.3.-С. 83-85.

182. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Петрик В.И. Ветвящиеся нанотрубки из углеродной смеси высокой реакционной способности // Известия ВУЗов. Электроника. 2002. - № 2. - С. 105-106.

183. Scuseria G.E. Negative curvature and hyperfullerenes // Chem. Phys. Lett. 1992. -Vol. 195. -N. 5-6. - P. 534-536.

184. Chernozatonskii L.A. Carbon nanotube connectors and planar jungle gyms // Phys. Lett. A. 1992. V. 172'. N. 3. P. 173-176.

185. Nardelli M., Yakobson В., Bernholc J. Brittle and Ductile Behavior in .Carbon Nanotubes // J. Phys'. Rev. Lett. 1998. - V. 81. - P. 4656^1659.

186. Iijima S., Ichihashi T. Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter. // Nature. -1993.-V. 363.-P. 603-605.

187. Odom Т., Huang J.-L., Kim P. Lieber C. Quantum transport properties of intermolecular nanotube contacts. //Nature. 1998. - V. 391. P. 62-64.

188. Kim P., Odom Т., Huang J.-L., Lieber C. Electronic density of states of atomically resolved single-walled carbon nanotubes: van Hove singularities and end states // Phys.

189. Rev. Lett. 1999. - Vol. 82. - P. 1225-1228.i

190. Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Петрик В.И., Строганов А.А., Чаплыгин1.|

191. Ю.А. Атомная структура углеродных нанотрубок из углеродной смеси высокой реакционной способности // Письма в ЖТФ. 2003. - Т.29. - №8. - С.84'-90,

192. Atamny. F., Spillecke O., Schlogl R. On the STM.imaging contrast of graphite:itowards a "true" atomic resolution // Physical Chemistry Chemical Physics'. 1999. V. 1. -N. 17.-P. 4113-4118.

193. Zhanga J.; Caoa G. STM Study of Moire Patterns on HOPG // Chinese journal of chemical physics. 2006. - V. 19. - N. 3. P: 197-199.

194. Kobayashi K. Moire pattern in scanning tunneling microscopy: Mechanism in observation of subsurface nanostructures // Phys. Rev. B. 1996. - V. 53. - N. 16. - P. 11091-11099

195. Kuwabara M., Clarke D. R., Smith D.A. Anomalous superperiodicity in scanning tunneling microscope images of-graphite // Appl. Phys. Lett. 1990. - V. 56. - Iss. 24. - P. 2396-2398.

196. Строганов А.А. Атомная структура поверхности и сенсорные свойства углеродных нанотрубок. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 2007. 23 с. !г

197. Крестинин A.B. Однослойные углеродные нанотрубки: механизм образования и перспективы технологии производства на основе электродугового процесса. // Российский Химический Журнал. 2004. - Т. 48. - № 5. - С. 21-27.

198. Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Строганов A.A. Сканирующая туннельнаяiмикроскопия углеродных нанотрубок с атомным разрешением // Тезисы докладовI

199. Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. Санкт-Петербург. 2002 г. - С. 70.

200. Эдельман B.C. Сканирующая .туннельная микроскопия. // ПТЭ. 1989. - № 5. -С. 25-49.

201. Беляев A.B., Быков B.A., Гологанов A.H. Тестовая структура для определения формы и геометрических размеров иглы сканирующего зондового микроскопа.I

202. Патент РФ № 2121130с приоритетом от 11 февраля 1997 г.

203. Vesenka J., Manne S., March Т. et al. Colloidal gold particles as an incompressible atomic force microscope imaging standard for assesing the compressibility of biomolecules // Byophysical J. 1993. - Vol. - 65. - P. 1-6.

204. Sui Y.Ch., Saniger J.M. Characterization of anodic porous alumina by AFM // Materials Letters. 2001. - V. 48. - P. 127-136.

205. Yedur S.K., Singh Bh., Choo B.K., Templeton M.K., ^Subramanian R. Carbon nanotubes as linewidth standarts for SEM and AFM. // Patent US № 6591658. 2003.3391.1

206. Chopra N.G., Luyken R.J., Cherrey K., Crespi V.H., Cohen M.L., Louie S.G.,

207. Zettl A. Boron nitride nanotubes. // Science. 1995. - V. 269. - N. 5226. - P. 966-967.i

208. Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Строганов A.A., Чаплыгин Ю.А. Тестовая 1 структура для определения геометрических размеров острия иглы сканирующегозондового микроскопа // Патент РФ на изобретение № 2317940 с приоритетом от 14 марта 2006 г.

209. Lambin P., Mark G.I., Meunier V., Biro L.P. Computation of STM images oficarbon nanotubes // International Journal of Quantum Chemistry. 2003. - Vol. 95. - P. 493-503. i

210. Rubio A.; Sanchez-Portal D.; Artacho E.; Ordejon P.; Soler J.M. Electronic states in a finite carbon nanotube: a one-dimensional quantum box // Phys. Rev. Lett. 1999. -Vol 82.-P. 3520-3523.

211. Clauss W., Bergeron D.J., Freitag M., Kane C.L., Mele E.J., Johnson A.T. Electron backscattering on single-wall carbon nanotubes observed by scanning tunneling microscopy // Europhys. Lett. 1999. - Vol. 47. - P. 601-607. 1

212. Radosavljevic M., Lefebvre J., Johnson A. High-field electrical transport andibreakdown in bundles of single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2001. - Vol. 64. -N. 24. - P. 241307-241310.i

213. Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Петрик В.И., Чаплыгин Ю.А. Вольтамперные характеристики двухэлектродных элементов с углеродными нанотрубками // Микроэлектроника. 2003. - Том 32. - N 2. - С 102-104.

214. Yao Z., Kane C.L., Dekker С. High-field electrical transport in single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. - №. 13. - P. 2941-2944.

215. Nakanishi Т. Bachtold A., Dekker C. Transport through the interface between a semiconducting carbon nanotube and a metal electrode // Cond. Matt. B. 2002. - V. 66. - P. 037703-037706.

216. Poncharal P., Frank S., Wang Z.L., De Heer W.A. Conductance quantization in multiwalled carbon nanotubes // European Physical Journal D. 1999. - V. 9. - P. 77-79.

217. Tans S.J., Devoret M.H., Dai H. et al. Individual single-wall carbon nanotubes as quantum wires // Nature. 1997. - Vol. 386. - N. 6624. - P. 474-477.

218. Stahl H., Appenzeller J., Martel R., Avouris Ph., and Lengeler B. Intertube coupling in ropes of single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2000. - V. 85. - N 24. - P. 5186-5189. ,i I i

219. Odom T.W., Huang J.-L., Kim P., Lieber C.M. Structure and electronic properties of carbon nanotubes // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. - N. 13. - P. 2794-2809.

220. Clauss W., Bergeron D.J., Johnson A.T. Atomic resolution STM imaging of a twisted single-wall carbon nanotube // Phys. Rev. B. 1998. - V. 58. - N. 8. - P. 42664269.

221. Collins Ph. G., Arnold M. S., Avouris Ph. Engineering carbon nanotubes and 1nanotube circuits using electrical breakdown // Science. 2001. - V. 292. - P. 706-709.i

222. Бобринецкий И.И., Неволил B.K., Строганов A.A., Чаплыгин Ю.А. Модуляция проводимости пучков однослойных углеродных нанотрубок // Микроэлектроника. -2004. Т. 33. - № 5. - С. 356-361.

223. Tans S.J., Verschueren A.R.M., Dekker С. Room-temperature transistor based on a single carbon nanotube // Nature. 1998. - V. 393 - N. 1. - P. 49-52.

224. Na P.S, Park N. Kim J., Kim H., Kong K.-J., Chang H., Lee J.-O. A field effect transistor fabricated with metallic single-walled carbon nanotubes // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2006. - Vol. 14. - Iss. 2. - P. 144-149.

225. Быков B.A. Приборы и методы сканирующей зондовой микроскопии дляIисследования и модификации поверхностей. Диссертация на соискания ученой степени доктора технических наук. Москва. 2000. - 393 с.

226. Martel R., Schmidt Т., Shea IT. R., Hertel Т., Avouris Ph. Single- and multi-wall carbon nanotube field-effect transistors // Appl. Phys. Lett. 1998. - V. 73. - № 17. - P. 2447-2449.i

227. Bachtold A., Hadley P., Nakanishi Т., Dekker C. .Logic circuits with carbonnanotube transistors // Science. 2001. - V. 249. - P. 1317-1320.i

228. Derycke V., Martel R., Appenzeller J., Avouris Ph. Carbon nanotube inter- and intramolecular logic gates // Nano Lett. 2001. - V. 1. - №. 9. - P. 453-456.

229. Liu X., Lee Ch., Zhou Ch., Han J. Carbon nanotube field-effect inverters // Appl. Phys. Lett. 2001. - V. 79. - № 20. - P. 3329-3331.

230. Heinze S., Tersoff J., Martel R. et al. Carbon nanotubes as Schottky barriertransistors // Phys. Rev. Lett. 2002. - V. 89. - N. 10. - P. 106801-10684.t

231. Rochefort A., Di Ventra M., Avouris Pli. Switching behavior of semiconducting carbon nanotubes under an external electric field // Appl. Phys. Lett. 2001. - V. 78. №. 17.-P. 2521-2523.

232. Bobrinetskii I.I., Aksenov A.I., Chaplygin Yu. A., Nevolin V.K. Fet'on carbon nanotubes bundle networks // I France-Russian Seminar. New achievements in material science. Book of abstract. Nancy. France. 2004. - Part III.8. - P. 162.

233. Durkop Т., Getty S.A., Cabas E. and Fuhrer M.S. Extraordinary mobility in semiconducting nanotubes //Nano letters. 2004. - Vol. 4. - N. 1. - P. 35-39.

234. Янсен Й. Курс цифровой электроники: В 4-х томах. Том 1. Основы цифровой электроники иа ИС. М: Мир. - 1987 г. - 334 с.

235. Аксенов А.И., Бобринецкий И.И., Неволин В.К. Элементы электроники на основе углеродных нанотрубок // Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология. III международная конференция. — Москва. 2004. -С. 40.

236. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Чаплыгин Ю.А. Логические ключи на основе пучков однослойных углеродных нанотрубок // Микросистемная техника. -2004. № 7. - С.12-14.

237. Khakani M.A.E1. Yi J.H. The nanostructure and electrical properties of SWNT bundle networks grown by an 'all-laser' growth process for nanoelectronic device applications II Nanotechnology. 2004. - V. 15'. - P.534-539.

238. Shon H.N. Ando Т. Quantum transport in two-dimensional graphite system // Journal of the Physical Society of Japan. 1998. - Vol. 67. - No. 7. - P. 2421-2429.

239. Electronic Properties of Novel Materials —Molecular Nanostructures, edited by H.Kuzmany. Theory of Quantum Transport in Carbon Nanotubes. T. Ando. American Inst. Of physics. 2000. - P.325-340.

240. Landauer R., Bennet Ch.H. Fundamental physical limits of computation // Scientific American. 1985. - Vol. 253. -N. 1. - P. 8-56.

241. Nygard J., Cobden D.H., Bockrath M: et al. Electrical transport measurements onsingle-walled carbon nanotubes // Appl. Phys. A. 1999:.- Vol. 69. - P. 297-304.

242. Nakanishi Т., Ando T. Contact between carbon nanotube and metallic electrode //

243. Journal of the Physical Societ of Japan: 2000. - Vol.69. - No.7. - P. 2175-2181.i

244. Hansson A., Paulsson M., Stafstrom S. Effect of bending and vacancies on the conductance of carbon nanotubes // Phys. Rev. B'. 2000. - Vol. 62. - N. 11. - P. 76397644.

245. Postma H.W.Ch., Dekker С., Teepan Т., Yao Z., Grifoni M. Carbon nanotube SET at room temperature // Science. 2001. - V. 293. - P. 76-79.

246. Freitag M., Radosavljevic M., Zhou Y. et al. Controlled creation, of a carbon, nanotube diode by a scanned gate // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 79. N. 20. P. 3326r3328.

247. Derycke V., Martel R., Appenzeller J. et al. Controlling doping and,carrier injection in carbon nanotube transistors // Appl. Phys. Lett. 2002. - Vol. 80. - N. 15. - P. 27732775.

248. Guo J., Datta S., Lundstrom M. A Numerical Study of Scaling Issues for Schottky-Barrier Carbon Nanotube Transistors // IEEE transactions on electron devices. 2004. -Vol. 51.-N. 2.-P. 172-177.

249. Федосов Я.JI. Основы физики полупроводниковых приборов / Я.Л. Федосов. 2-е изд. М.: Советское радио, 1969. 592 с.

250. Parker G. Introductory semiconductor device physics / G. Parker. Prentice Hall, 1994.- 285 P.

251. Appenzeller J., Knoch J., Radosavljevic M. and Avouris Ph. Multimode transport in Schottky-barrier carbon-nanotube field-effect transistors // Phisical Review Letters. -2004. Vol. 92. - N. 22. - P. 226802-226805.

252. Appenzeller J., Knoch J., Martel R. et al. Carbon nanotube electronics // IEEE Trans. Nanotechnol. 2002. - Vol. 1. - N. 4. - P. 184-189.

253. Фрайден Дж. Современные датчики. Справочник. М.: Техносфера, 2005 -597 с.1 268. Эггинс Б. Химические и биологические сенсоры. М.: Техносфера, 2005 -336 с.

254. Collins Ph.G., Hersam М., Arnold М. Martel R., Avouris Ph. Current saturation and electrical breakdown in multiwalled carbon nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2001. -Vol. 86.-N. 14.-P. 3128-3131.

255. Kanbara Т., Iwasa Т., Tsukagoshi K., Aoyagi Yo., Iwasa Yo. Gate-induced crossover from unconventional metals to Fermi liquids in multiwalled carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 2004. - Vol. 85. - N. 26. - P. 6404-6406.

256. Graugnard E, de Pablo P. J., Walsh В., Ghosh A. W., Datta S., Reifenberger R.

257. Temperature dependence of the conductance of multiwalled carbon nanotubes // Phys.

258. Rev. B. 2001. - V. 64. - N. 12. - P. 125407-1254013.i

259. Zhou Ch., Kong J.,¡Dai H. Electrical measurements of individual semiconductingsingle-walled carbon nanotubes of various diameters // Appl. Phys. Lett. 2000. - Vol. 76.-N. 12.-P. 1597-1599.

260. Xue Yo. Atomic-scale physics and modeling of Schottky barrier effect in carbon nanotube nanoelectronics // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2005. - V. 858E. - P. HH7.3.1-HH7.3.8.

261. Ulbricht H., Moos G., Hertel Т. Interaction of molecular oxygen with single-wall carbon nanotube bundles and graphite // Surface Science. 2003. - Vol. 532 -535.1.I1. P. 852-856.

262. Krüger M., Widmer I., Nussbaumer Т., Buitelaar M., Schönenberger С. Sensitivity of single multiwalled carbon nanotubes to the environment // New Journal of Physics. -2003.-Vol. 5.-P. 138.1-138.11.

263. BaeD.J., KimK.S., Park Yo.S., SuhEu.K., AnK.H., Moon J.-M., Lim S.Ch., Park S.H., Jeong Yo. H., Lee Yo.H. Transport phenomena in an anisotropically aligned singlewall carbon nanotube film // Phys. Rev. B. 2001. - Vol. 64. - N. 23. - P. 233401233404.

264. Marliele C., Poncharal P., Vaccarini L., Zahab A. Effect of gas adsorbtion on the electrical properties of single wall carbon nanotubes mats // Material Research Society Symposium Proceedings. 2000. - N. 593. - P. 173.

265. Аксенов А.И., Бобринецкий И.И., Неволин ' B.K., Симунин М.М. Температурные датчики на основе полупроводниковых' углеродных нанотрубок // Электроника и информатика 2005. V международная НТК. Тезисы докладов. -Москва. - 2005. - С. 5.

266. Na P.S., Kim Н., So Н.-М., Kong K.-J., Chang H., Ryu В. H., Choi Yo., Lee Je.-O.,

267. Kim B'.-K., Kim Ju-J., Kim Ji. Investigation of the humidity effect on the electricaliproperties of single-walled carbon nanotube transistors // Appl. Phys. Lett. 2005. - Vol. 87.-N. 9.-P. 093101-093105.

268. Romero H.E., Sumanasekera G.U., Kishore S. Eklund P.C. Effects of adsorption of alcohol and water on the electrical transport of carbon nanotube bundles // J. Phys.: Condens. Matter. 2004. - Vol. 16. - P. 1939-1949.

269. Tucker J.R., Wang C., Carney P.S. Silicon field-effect transistor based on quantum tunneling // Appl. Phys. Lett. 1994. - Vol. 65. - N. 5. - P. 618-620.

270. Nosho Y., Ohno Yu., Kishimoto Sh., Mizutani T. n-type carbon nanotube field-effect transistors fabricated by using Ca contact electrodes // Appl. Phys. Lett. 2005. -Vol. 86. -N.7. - P. 073105-073107.

271. Аксенов А.И., Бобринецкий И.И., Неволин В.К., • Симунин М.М. Температурная зависимость электрического сопротивления структур на основеуглеродных нанотрубок в атмосферных условиях // Датчики и системы. 2006. -№9. - С. 60-64.

272. Zahab A., Spina L., Poncharal P. Water-vapor effect on the electrical conductivity of a single-walled carbon nanotube mat // Phys. Rev. B. 2000. - V.62. - N. 15. - P. 10000-10003.

273. Бобринецкий И.И., Симунин, M.M. Неволин В.К., Строганов А.А., Горшков К.В. Учебно-исследовательский нанотехнологический комплекс // Российские нанотехнологии. 2008. - Т. 3. - № 3-4. С. - 173-175.

274. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Строганов А.А., Синякова В.А.I

275. Комплексное решение при реализации нанотехнологических проектов в учебно-исследовательском процессе // Наноиндустрия. 2008. - №2. - С. 16-18.i

276. Collins Ph.G., Bradley К., IshigamiM., ZettlA. Extreme oxygen sensitivity of electronic properties of carbon nanotubes // Science. 2000. - Vol. 287. - N. 5459. - P.1800-1804.i

277. Zhao J., Buldum A., Han J., Lu J.P. Gas molecule adsorption in carbon nanotubes and nanotube bundles // Nanotechnology. 2002. - Vol. 13. - P. 195-200.u I

278. Бобринецкии И.И., Неволин B.K., Строганов A.A., Иванова О.М., Крутоверцев

279. С.А. Влияние изменения относительной влажности окружающей среды на транспортные свойсва структур на основе углеродных нанотрубок // Микро- и наносистемная техника. 2007. - №10. - С.23-26.

280. Неволин В.К. Вольтамперные характеристики квазиодпомерных микропроводников // Письма в ЖТФ. 1996. - Т. 22. - Вып. 21. С.57-60.

281. Kim W., Javey A., Vermesh О., Wang Q., Li Y., Dai H. Hysteresis caused by water molecules in carbon nanotube field-effect transistors // Nano Letters. 2003. - Vol. 3. -P. 193-198.

282. Qi P., Vermesh' O., Grecu M., Javey A., Wang Q., Dai H. Toward large arrays of multiplex functionalized carbon nanotube sensors for highly sensitive and selective molecular detection // Nano Lett. 2003. - Vol. 3. - N. 3. - P. 347-351.

283. Wongwiriyapan W.5 Honda Sh., Konishi H., et al. Single-walled carbon nanotube thin-film sensor for ultrasensitive gas detection // Japanese Journal of Applied Physics. -2005. V. 44. - N. 16. - P. 482-484.t

284. Lucci М. Regoliosi P., Reale A., Di Carlo A., Orlanducci S., Tamburri E., Terranova M.L., Lugli P., Di Natale C., D'Amicoa A., Paolesse R. Gas sensing using single wall carbon nanotubes ordered with dielectrophoresis // Sensors and Actuators.

285. B. 2005. -V. 111-112. P. 181-186.i i

286. Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Строганов A.A., Иванова О.М., Крутоверцев

287. C.А. Чувствительность структур на основе сеток из пучков углеродных нанотрубок к изменению концентрации аммиака в атмосфере // Датчики и системы. 2007. -№9. - С. 22-27.

288. Zhang Т., Nix М.В., Yoo B.Y., Deshusses М.А., Myung N.V. Electrochemically fimctionalized single-walled carbon nanotube gas sensor // Electroanalysis. 2006. - Vol. 18. -N. 12. - P. 1153-1158.

289. Liu X., Luo Z., Han S., Tang Т., Zhang D., Zhoua Ch. Band engineering of carboni inanotube field-effect transistors via selected area chemical gating // Appl. Phys. Lett. -2005. Vol. 86. - P. 243501-243503.

290. Kim B.K., Park N. Na P.S., So H.-M., Kim J.-J., Kim H., Kong K.-J., Chang PI., Ryu B.-H., Choi Y., Lee J.-O. The effect of metal cluster coatings on carbon nanotubes // Nanotechnology. 2006. - V. 17. - P. 496-500.

291. Bradley K., Gabriel J.-C.P., Briman M., Star A., Gruner G. Charge transfer from ammonia physisorbed on nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2003. - Vol. 91. - N. 21. P. 218301-218304.

292. Sin M.L.Y., Chow G.C.T., Fung С.К.М., Li W.J., Leong P., Wong K. W., Lee T. Ultra-low-power alcohol vapor sensors based on multi-walled carbon nanotube // IEEE Transactions on Nanotechnology. 2006. - Vol. 4. - N. 3. - P. 124-128.

293. Yang C.-M., Kanoh H., Kaneko K., Yudasaka M., Iijima S. Adsorption behaviors of HiPco single-walled carbon nanotube aggregates for alcohol vapors // J. Phys. Chem. B. -2002. Vol. 106. - P. 8994-8999.

294. Manohara H.M.,. Wong E.W, Schlecht E., Hunt B.D., Siegel P.H. Carbon nanotube Schottky diodes using Ti-Schottky and Pt-Ohmic contacts for high frequency applications //Nano Letters. 2005. - Vol. 5. - N. 7. - P. 1469-1474.

295. Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Симунин M.M. Влияние сорбции паров спирта на проводимость структур на основе углеродных нанотрубок //Микро- и наносистемная техника. 2007. - №5. - С. 29-33. ,

296. Someya Т., Small J., Kim P., Nuckolls С., Yardley J.T. Alcohol vapor sensors based on single-walled carbon nanotube field effect transistors // Nano Letters. 2003.1. Vol.3.-N.7.-P. 877-881.t

297. Kong J., Franklin N.R., ZhouC. et al. Nanotube molecular wires as chemical sensors // Science. 2000. - Vol. 287. - N. 5453. - P. 622-625.

298. Аксенов А.И., Бобринецкий И.И., Неволин B.K., Симунин M.M. Химические сенсоры на основе пучков углеродных нанотрубок для обнаружения низких концентраций молекул хлора в атмосфере // Микро- w наносистемная техника. -2005. -№12. -С. 12-15.

299. Хартов С.В., Симунин М.М., Неволин В.К., Бобринецкий И.И. Селективный датчик газов на основе системы осциллирующих нановолокон // Патент РФ на изобретение № 2317940 с приоритетом от 4 августа 2006 г.

300. Бобринецкий И.И. Сенсорные свойства структур на, основе углеродных нанотрубок//Российские нанотехнологии. 2007. - Том 2. - № 5-6. - С. 90-94.

301. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Хартов С.В., Чаплыгин Ю.А. Модуляция проводимости квазиодномерных молекулярных микропроводников // Письма в ЖТФ. 2005. - Т. 31. - В.10. - С.65-69.

302. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Хартов С.В., Чаплыгин Ю.А. Способ формирования планарных молекулярных проводников в полимерной матриц // Патент РФ на изобретение № 2307786 с приоритетом от 2 мая 2006 г.