автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Формирование электронных нанообъектов на основе модифицированных углеродных структур

На правах рукописи

Кузькин Владимир Иванович

ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ НАНООБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР

Специальность 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро и наноэлекгроника на квантовых эффектах.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена в Московском государственном институте электроники и математики (Техническом университете).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Ивашов Евгений Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Слепцов Владимир Владимирович

кандидат физ.-мат. наук, профессор Смирнов Игорь Сергеевич

Ведущая организация:

Государственное научное учреждение Научно-исследовательский институт систем управления волновых процессов и технологий Министерства образования и науки Российской Федерации (НИИ СУВПТ).

Защита состоится «15» марта 2005 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.133.05 Московского государственного института электроники и математики (Технического университета) по адресу: 109028, Москва, Б. Трехсвятительский пер., 1-3/12, стр.8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ Автореферат разослан _2005 года

Ученый секретарь диссертационно!

Совета Д 212.133.05., к.т.н., доцент

1ернов А. А.

тми

Общая характеристика работы.

Актуальность темы.

Интерес к наноструктурам связан с возможностью существенной модификации свойств известных веществ, а также новыми возможностями, которые открывает нанотехнология в создании материалов и изделий из структурных элементов манометрового диапазона.

Развитие технологии изготовления приборов микроэлектроники связано, прежде всего, с уменьшением геометрических размеров микросхем, микрочипов, элементов электронной памяти и микродатчиков различного назначения. Современные средства традиционных технологических операций позволяют получать размеры элементов в субмикронной области: промышленно достигнутая технологическая норма 0,13 мкм позволяет создавать транзисторы размером порядка 1 мкм. Однако дальнейшее уменьшение латеральных размеров функциональных элементов на подложке неизбежно приведет к физическому пределу, определяемому длиной волны ультрафиолетового излучения, применяемого в традиционной фотолиФографии.

С изобретением сканирующего туннельного микроскопа -СТМ (Рорер, Биннинг - 1981г.) появилась возможность не только наблюдать и исследовать поверхность различных веществ с атомарным разрешением, но и активно воздействовать на нее, то есть манипулировать с веществом на уровне отдельных молекул и получать объекты из конечного их числа, удаляя, перемещая или замещая молекулы одного вещества другим. Появилась перспектива работать с отдельными атомами.

Эта возможность, называемая в современных источниках информации нанотехнологией, позволяет значительно расширить диапазон геометрических параметров искусственно созданных объектов применительно к микроэлектронике, которую в этом случае целесообразно называть наноэлектроникой.

В данной работе используются углеродные (алмазоподобные) тонкие пленки. Целесообразность выбора углерода в качестве подложки и объекта модификации определяется множественностью его аллотропных форм, соединений и широкого диапазона электрофизических свойств: от диэлектрических до проводниковых. Поэтому формирование электронных нанообъектов на основе модифицированных углеродных структур является задачей актуальной и своевременной, так как при использовании подобных наноструктур появляется возможность получать как изолирующие, полупроводниковые так и электропроводящие объекты.

, РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

| БИБЛИОТЕКА 3 '

Цель работы.

Целью диссертационной работы является разработка моделей формирования электронных нанообъектов на основе модифицированных углеродных структур и создание на их основе технологий осаждения сверхтонких диэлектрических алмазоподобных пленок в вакууме из газовой фазы на металлизированную поверхность подложек и получения стабильных, механически прочных электропроводных объектов нанометрового диапазона на поверхности гидропинезированных тонких углеродных пленок.

Основные задачи исследований:

- анализ существующих экспериментальных работ в области формирования объектов нанометрового диапазона на поверхностях тонких пленок и предложенных теоретических моделей при обосновании их образования;

теоретическое описание механизма образования зародышей нанообъектов из газовой фазы СгНОз+Аг на поверхности гидрогинезированных тонких пленок а-СН;

- применение полученных теоретических моделей при описании низкоразмерных эффектов сформированных областей и возможного их использования для создания электронных нанообъектов на их основе;

- разработка технологии осаждения сверхтонких (1 - 3 нм) диэлектрических алмазоподобных пленок в вакууме из газовой фазы на металлизированную поверхность подложек;

- разработка методов исследования поверхности сверхтонких диэлектрических алмазоподобных пленок с применением сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии и технологии формирования объектов нанометрового диапазона при избыточном давлении смеси углеводородов с инертным газом.

Методы исследований.

Для решения поставленной задачи использовались основные положения квантовой механики, квантовой химии и твердотельной электроники.

Выполненные теоретико-экспериментальные исследования и практические расчеты базируются на использовании математической статистики, оптимального управления, принятия оптимальных решений, а также современных методов программирования и компьютерного моделирования. ..

» * ,' , .г н! |

"" 4

,4» <*Л *-

Результаты приведенных и представленных в диссертации исследований получены с использованием методов системного анализа, теории информации и теории вероятности, методов сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии.

Научная новизна.

1. На основе физико-химической модели образования зародышей наноструктур впервые создана технология формирования стабильных, механически прочных, электропроводных объектов на углеродной основе в зазоре «зонд-подложка» сканирующего туннельного микроскопа с минимальными размерами 3 нм.

2. Впервые выявлены особые формы роста нанообъектов в виде фрактальных конфигураций радикалов трихлорэтилена с образованием устойчивых химических связей с атомами подложки.

3. На основе полученных углеродных наноструктур предложена модель механизма образования химических связей с учетом влияния различных технологических факторов (величины порогового напряжения, плотности тока, температуры, давления, скорости ламинарного потока смеси рабочих газов, состава смеси) на структуру, морфологию и наиболее вероятный состав искусственно созданных неоднородностей поверхности алмазоподобных тонких пленок.

4. В соответствии с экспериментальными данными предложен алгоритм межмолекулярного взаимодействия на границе раздела, образованной гидрогинезированной туннельнопрозрачной пленкой а-СН и радикалами трихлорэтилена, установлено влияние этого взаимодействия на спектроскопические характеристики образованных углеродных структур, что позволило целенаправленно формировать нанообъекты с заданными характеристиками.

5. Впервые обнаружен и теоретически обоснован малоразмерный эффект увеличения эмиссионных свойств объектов нанометрового диапазона на модифицированных углеродных поверхностях методом сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии. Предложена соответствующая физическая модель.

Практическая значимость.

1. Разработана технология полутения диэлектрических туннельнотонких алмазоподобных пленок а-СН на металлизированных подложках.

2. Разработана технология получения стабильных, механически прочных электропроводных объектов нанометрового диапазона на

поверхности углеродных структур из газовой фазы С2НС1з+Аг с образованием устойчивых химических С - Н связей.

3. Усовершенствованы и модернизированы устройства нанотехнологической установки «Луч-2», позволяющие осуществлять реакции в локальном объеме. Технические решения устройств защищены патентами Российской Федерации.

4. Предложена система точного (до 1 нм) позиционирования зонда СТМ в зону воздействия путем последовательных перемещений по реперным меткам на подложке, созданным методами фотолитографии, что позволяет точно и быстро определить координаты сформированных нанообъектов.

5. Предложена методика расчета нестационарного электродинамического нагрева зондов для СТМ в виде тонких металлических проволочек туннельным током.

Достоверность результатов.

Достоверность проведенных теоретических исследований и экспериментальных результатов обеспечивается строгим математическим обоснованием предлагаемых подходов, а также сравнением с теоретическими и экспериментальными данными, известными в литературе.

Реализация и внедрение результатов работы.

Теоретические и практические результаты используются в учебном процессе МИЭМ и практике системного конструирования для производства материалов и приборов электронной техники в НИИ микроэлектроники и информационно-измерительной техники, НИИ перспективных материалов и технологий, НИИ систем управления, волновых процессов и технологий, в Институте Нанотехнологий Международного Фонда Конверсии, что подтверждается соответствующими актами.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Технология формирования стабильных, механически прочных, электропроводных объектов на углеродной основе в зазоре «зонд-подложка» сканирующего туннельного микроскопа с минимальными размерами 3 нм из газовой фазы С2НС1з+Аг с образованием устойчивых химических С - Н связей, созданная на основе физико-химической

модели образования зародышей наноструктур на поверхности гидрогинезированных тонких пленок а-СН.

2. Способы формирования особых структур нанообъектов в виде фрактальных конфигураций радикалов трихлорэтилена с образованием устойчивых химических связей с атомами подложки.

3. Модель образования химических связей с учетом влияния различных технологических факторов (температуры, давления, скорости ламинарного потока рабочих газов) на структуру, морфологию и наиболее вероятный состав искусственно созданных модифицированных углеродных структур.

• 4. Эффект повышения эмиссии электронов у искусственно-созданных

объектов нанометрового диапазона на модифицированных углеродных поверхностях методом сканирующей туннельной микроскопии и ' спектроскопии.

5. Результаты патентно-лицензионных исследований и разработанные на их основе устройства нанотехнологических установок, защищенные патентами Российской Федерации.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях и научных сессиях:

• на Международной конференции NANO - 4 в 1996 г.,

• на научных сессиях МИФИ в 2001-2002 г.,

• научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» в 2003 г.,

• на 13-той Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммутационные технологии» в 2003 г.,

• на Международной конференции по микроробототехнике, микромашинам и микросистемам IARP-2003.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе получено 4 патента Российской Федерации.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы из 115 наименований и приложения. Общий объем работы 177 страниц, из которых основная часть составляет 162

страницы, включая 64 рисунка и 4 таблицы, приложение 15 страниц, куда входят акты внедрения результатов работы и копии патентов Российской Федерации.

Основное содержание работы.

Во введении показана актуальность работы, сформулирована цель диссертационной работы и вытекающие из нее задачи исследований. Определены объекты и методы исследований. Изложены научная новизна работы и ее практическая значимость, вклад автора в решение поставленных задач и положения, выносимые на защиту. Приведено краткое содержание работы по главам.

Первая глава посвящена анализу современного состояния работ по нанотехнологиям в мире и в России, а также описанию существующих на сегодняшний день нанотехнологических процессов. В зависимости от фазового состояния используемых сред нанотехнологические реакции можно разделить на три типа: реакции, происходящие в вакууме, в газе и в жидкости. В реальных установках одновременно реализуется несколько типов нанотехнологических процессов. Кроме процессов воздействия на одиночные атомы и молекулы возможна также стимуляция коллективных процессов, происходящих с веществом расположенным в зоне активации: нагрев, диффузия, перемещения атомов и молекул, изменения фазового состояния. Проведен сравнительный анализ нанотехнологических процессов.

С учетом проведенных обзорно-аналитических работ намечены пути теоретических и экспериментальных исследований.

Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям формирования нанообъектов на поверхности алмазоподобных тонких пленок на основе термодинамического и квантовомеханического подхода. Любой системе, в том числе зонд-подложка, свойственна определенная совокупность термодинамических форм движения материи. Все эти формы движения, определяющие внутренние степени свободы системы, органически связаны между собой. Причина связи, существующей между некоторыми термодинамическими формами движения материи (внутренними степенями свободы системы), кроется в общности нанофизического механизма соответствующих форм движения. Число связанных степеней свободы /, как и общее число степеней свободы т, зависит от конкретных свойств системы. Наличие связей между внутренними степенями свободы позволяет аналитически отобразить состояние системы зонд-подложка, так как каждая функция состояния однозначно определяется факторами экстенсивности Е (обобщенными зарядами). В соответствии с этим всегда можно составить такие уравнения, в которых аргументами будут служить

факторы жстенсшшосги К, а функциями - функции состояния. Пели в уравнении фактор интенсивности Р (обобщенный потенциал) связан с факторами экстенсивности Е (обобщенными зарядами), то но - уравнение состояния; если уравнение осуществляет связь между внутренней энергией и параметрами Р и Е, то эго - калорическое уравнение состояния системы зонд-подложка.

Уравнение состояния для двух связанных внутренних степеней свободы (/»=2):

Pi-Afa,*) ]

^=/2(^2) J 0) í/Pi = Auclel + AntJe2

dP2 - /121с/е, + A,2íle2 <Ж)

или в дифференциальной форме

где коэффициенты

Л„ =

А

te,

Л„ -

дР,)

Ре-

i Л,

Например, в случае гача (термомеханическая сисгема) уравнения

T = Mv,s)[

состояния (I) приобретают следующий вид: р - f (v s)\ (Г).

Исключив ич (i) один из факторов экстенсивности, например получим ) = 0 • (2)

Аналогичным образом, исключив ич уравнений (Г) энтропию S,

получим F{v,T,p) = 0. Уравнения (1) и (2) определяю! всю совокупность состояний данной системы зонд-подложка. Если произвольно выбранные значения величин Р и ё не удовлеiаоряюi уравнению (I) или (2), ю ло означав!, чю соо!ве1ствующее состояние системы невозможно.

Далее в работе рассмотрен случай идеального тела (газа).

f-'сли разложить функции двух переменных P¡ и Р2 н ряд Маклорена и воспользоваться начальными слагаемыми ряда (первое грубое

/> = Апех + Апс2 1 приближение), то будет- иметь д _ & ( г , где А - постоянные.

A,i и A¡J - основные константы уравнения.

Аналогичные уравнения получаются для любого числа связанных внутренних степеней свободы системы зонд-подложка. Их преимущество

состоит в юм, что они выражают аждый фактр интенсивности и виде функции 01 всех факторов экстенсивности (включая лпропию).

Далее с учетом всех факторов термодинамических форм движения материи (внутренних степеней свободы системы) рассматривались основные виды взаимодействия в напо)ехноло1ии:

электрическое взаимодействие между сиыемой и окружающей средой, обусловленное переносом "электрического заряда через контрольную поверхность;

изменение массы отдельных веществ, составляющих систему, происходящее при фазовых превращениях и химических реакциях;

термические взаимодейсIвия между сис1емой и окружающей средой. Кроме того, были рассмотрены нестационарный электродинамический нагрев зондов в виде тонких металлических проволочек туннельным током и локальный неоациопарный нагрев подложек приповерхностными источниками тепла, в качестве которого выступает туннельный ток в зазоре зонд-подложка. При рассмотрении температурных полей, возникающих при взаимодействии электронных пучков высокой интенсивности с твердым телом допустимо ограничиться одномерной постановкой задачи для полубесконечного образца.

Выполнен статистический анализ, применяемый к исследованию систем с большим числом одношпиых частиц (статистика Максвелла-Больцмаиа). Примером такой системы является газ, состоящий из чрезвычайно большого числа пракшчееки свободных молекул вне зоны туннелирования.

Состояние заряженных частиц (ионов и электронов) в туннельном зазоре «энд-подложка подчиняется функции распределения Ферми-Дирака. Предложена модель 1уннелнрования сквозь потенциальный барьер юнд-нодложка, а 1акже поведение адсорбированных атомов на поверхности подложки. В туннелировании сквозь потенциальный барьер принимают участие как электроны, непосредственно эмитируемые с зонда па подложку (или, наоборот, в »ависимосш от полярности), так и электроны, образующиеся в результате диссоциации молекул в сильном электрическом поле туннельного зазора.

Глава 3 посвящена описанию разрабошиною экспериментального оборудования, меюдик исследований и анализу полученных экспериментальных резулыагов.

На рис. 1 представлен внешний вид панотехнологической установки «Луч-2», на которой были проведена основная час]ь экспериментальных исследований и осуществлено формирование электронных компонентов на основе модифицированных углеродных наноструктур. Область туннельного зазора, в которой осуществлялись химические реакции разложения углеводородов из газовой фазы и их последующие «пришивки» к поверхности алмазоподобпой топкой пленки, показана па

рис. 2. Обьектами исследовании с.ужили углеродные наночасгнцы, сформированные пи поверхности алма лшодобной ) глеродпой пленки 1 ина

Технологический колнак

Система манипуляторов

- Основание 1ащи г ног о модуля

Рис I. Внешний вид напотехпологической установки «Луч-2» с о'псрьиым кожухом.

а-С:11 с помощью СТМ-литографа В «мличне ог «самоор!линующихся» углеродных наносфукгур, которые представляют собой существенно нерегулируемые системы, такие напообъекты могут быть контролируемо «нарисованы!» на поверхности подложки с различными размерами и коифш у рацией. Немаловажным обстоятельством является также то, что что пленарные наноструктуры и, следовательно, они удобны для юпдовых исследований. _____

Рис. 2. Схема быстродействующего иьезомапинулятора с зондом.

Пленки а-С':11 юл шиной 2-5 им были выращены на си таловых подложках, покрытых слоем хрома. Осаждение тонких алмазоподобных пленок производилось в вакуумной камере из газовой фазы смеси углеводородов методом CVI) ионным источником ИИ-4-015 типа «Радикал». Структурные свойства пленок изучены с помощью сканирующего чоидовот микроскопа Solver Р47 (производство компании НТ-МДГ, Россия). Характерная топография поверхности и распределение электронного потенциала показаны на рис. 3.

Рис. 3. Сравни 1ельные СТМ карты поверхности исходной плетней: (а) топотрафия поверхности, (Ь) поверхностный потенциал электронов.

Модификация поверхности образцов была осуществлена в СТМ-литотрафе «Луч-2» (производство Института Панотехнологий, Россия), специально разработанного для проведения нанолитотрафических операций в химически активных ппово-наровых средах. Для юго чтобы сформировать нанообъект ы с требуемыми размерами и конфигурацией, н рабочую камеру напускалась газово-паровая смесь Аг - С Л1С1 ь и между зондом и образцом прикладывалось импульсное напряжение амплитудой 3-10 В, длительностью 0.01-1 мс и полярностью, соответствующей току электронов из образца. Вероятный сценарий развития еобышй на поверхности алмазоиодобиых тидротинезироваиных топких пленок представлен на рис. 4.

Картотрафирование поверхности исходных пленок а-С:11 выявило хаотически расположенные выступы высотой в среднем 3 им и латеральными размерами 20-100 им. Исследование тонкой структуры пленок показало отсутствие корреляционной зависимости между ее рельефом и поверхностным электронным потенциалом (рис. 3).

[ идро! ине шровшшой тонкой пленки а-С:П.

Рис. 4,Ь. Образование химических связей.

Рис. 4. Вероятный сценарий развития событий па поверхности алмазонодобпых гидрогинечированных тлких пленок а-С':11.

13

Соитсно данным измерений ВАХ, локальная члекчропро водность поверхности составляет G 500 I "Ом"1, чт позволяет свячач ь такую проводимость с тупнелировапием )лектроиов через ультра гонкий слой а-С:П.

('I'M воздействие на образец приводит к образованию холмообразного паиообьекта, высота и латоральный размер которого, в зависимости от режима воздействия, лежач в пределах 10-100 им и 3-40 им, соси веч ственпо. Па рис. 5 представлены топографии различных учаечков поверхности тонких пленок а-С:11 и распределение поверхностного jjreic тройною потенциал.!. Следуеч шмегичь, чю неровности поверхности исходной пленки делаюч нецелесообразным формирование нанообьекюн с меньшей высотой (в нрошкном случае трудно онределшь иепшпую форму объекта) 'Хмекфонроводпосчь нанообьеюов оценена как (}■* I ГОм чю позволило осуществии> контролируемое сканирование их поверх нос i и в СТМ.

Рис.5.а). I (оследователыгое уменьшение 'зоны воздействия. Слева рельеф поверхности; справа - соответствующая работа выхода электронов.

Рис.5.б). Увеличение числа зон воздействия Слева - рельеф поверхности; справа соответствующая работа выхода электронов.

Рис.5.в). Формирование линий и Рис.5.г) Воздействие в виде

соответствующая работа выхода. различных фигур (рельеф).

Рис.5. Топографии различных участков поверхности алмазоподобных гонких пленок и распределение поверхностного электронного потенциала для областей, содержащих нанообьеюм. Работа выхода Ацы\ пропорциональна интегральной величине N ин генсивности сигнала.

Наиболее важным результатом исследований является обнаружение корреляции между лысогой нанообъекта и величиной электронною но1енциала на его поверхности (снекфальпая /-мода, т.е. амплитуда S переменного туннельного тока, возникающего в зазоре зонд-подложка при высокочастотной модуляции величины зазора (приведена далее н относительных единицах)). ')га корреляция проиллюстрирована на рис. (л, 1де представлена топография двух различных участков поверхности и их изображения в потенциальном контрасте. Карты (а), (б) показываю!, соответственно, рельеф поверхности подложки и распределение поверхностного электронного по!енциала для области, содержащей нанообъект высотой II - 40 им; а карш (в), (г) - распределения эшх параметров в случае нанообъекта высотой II ~ 3 им. Вставка на каждой из ьарт иоказывае1 ее профиль но соответствующему сечению (oiмечено пунктирной линией). Как bi-пно из сравнения карт, для напообьекш высотой H ~ 40 им (рис.1) поверхностный потенциал выше, чем у исходной пленки, а уменьшение высоты нанообъекта до 3 им (рис.6) приводит к драматическим изменениям его электронного потенциала' он становится ниже уровня потенциала пленки. Экспериментальные данные о

Я-11 зависимое! и, снятые па наиообьсктах с различной высотой представлены па рис. 7 (отмечены квадратами). Средний уровень электронного потенциала Я поверхности пленки показан здесь штриховой линией.

Рельеф поиерхности Поверхностный

электронный потенциал

Рис. 6. СТМ карты областей поверхност и опразца, содержащих отдельные панообъекты: (а), (б) представляют, соответственно, рельеф поверхности и электронный потенциал области, содержащей напообьект высотой -40 нм; (в), (г) показывает такие карты в случае нанообъекта высотой -3 нм.

Б, отн.ед. 320 -

300-

2Й0-260 240220 ~ / /

200- / ■ ■

180 160140170 1 1 -,.« ■, ■■■'Г' 'Т....... ' Н, нм ..... 1 ' 1 ' Г ' ...... 1 Г ■>■■■ Т '

О а 10 15 20 25 30 35 40 49

Рис. 7. Экспериментальные данные о Б-Н зависимости, снятые на нанообъектах с различной высотой.

Можно констатировать, что эффект пониженной размерности углеродных частиц оказывает сильное влияние на их поверхностный электронный потенциал и, следовательно, на вероятность эмиссии электронов. Такое свойство углеродных наночастиц представляет большой интерес не только с точки зрения фундаментальных знаний о свойствах углеродных соединений, но также ввиду перспектив практического применения таких элементов в различных электронных приборах, например, в качестве точечных источников электронов для электронных микроскопов, электронных голографических устройств, систем квантовой логики, эффективных фотокатодов.

Глава 4 посвящена разработке перспективных способов и устройств для реализации процесса формирования электронных нанообъектов на основе модифицированных углеродных структур, включающих: технологическое устройство для наноперемещения изделий, - устройство для регистрации отклонения острия зонда, устройство перемещения для нанотехнологий, устройство для получения наноструктур на подложке. Новизна предложенных технических решений защищена патентами РФ,

Основные результаты и выводы:

1. На базе выполненных обзорно-аналитических и патентно-лицензионных исследований показано, что разработка технологии модификации поверхности углеродных структур посредством образования химических связей с молекулами газовой фазы в нанометровом диапазоне является необходимой задачей для решения научно-технических проблем, стоящих перед и микро- и наноэлектроникой.

2. Предложенная модель формирования объектов нанометрового диапазона на поверхности алмазоподобных туннельнотонких пленок позволяет теоретически оценивать влияние технологических параметров (величины порогового напряжения, плотности тока, температуры, давления, скорости ламинарного потока смеси рабочих газов, состава смеси) на структуру, морфологию и наиболее вероятный состав искусственно созданных неоднородностей.

3. Разработанная технология осаждения алмазоподобных тонких пленок в вакууме из газовой фазы (СУЦ) на металлизированных подложках реализует процесс локальной модификации поверхности с последующим получением механически прочных и электрофизически стабильных объектов нанометрового диапазона.

4. Разработанная методика исследования поверхности сверхтонких диэлектрических углеродных (алмазоподобных) наноструктур обеспечивает возможность создания информационно-измерительных систем на основе многозондовой СТМ без прохождения тока между зондом и исследуемой поверхностью подложки.

5. На основе созданной технологии получения стабильных, механически прочных электропроводных объектов нанометрового диапазона исследованы свойства углеродных структур, которые позволят создавать элементы различных электронных приборов, такие как точечные источники электронов для электронных микроскопов, электронные топографические устройства, элементы систем квантовой логики, эффективные фотокатоды.

6. Предложены способы и технические решения устройств для реализации процесса модификации поверхности углеродных структур, которые включают:

- технологическое устройство для наноперемещений изделия, применение которого обеспечивает возможность работы в заданной токопроводящей рабочей среде, в качестве которой используется жидкость или газ;

- устройство для получения наноструктур на подложке, позволяющее фокусировать ионный луч и тем самым обеспечивать более точную

обработку поверхности подложки независимо от изношенности острия зонда;

- устройство регистрации отклонения острия зонда, позволяющее повысить чувствительность при отклонении острия зонда;

- устройство перемещения для нанотехнологии, позволяющее одновременно и независимо зондировать несколько точек на поверхности подложки, расположенных на близком расстоянии друг от друга при выполнении различных нанотехнологических операций.

способ определения нанорельефа подложки, позволяющий определять нанорельеф подложки из любого материала. Новизна предложенных технических решений защищена патентами РФ. 7. Основным результатом диссертационной работы можно считать создание качественной физической модели, методических и технологических основ формирования электронных нанообъектов, в том числе с фрактальной конфигурацией, на основе модифицированных углеродных структур с целью последующего получения электронных компонентов интегральных наносхем.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Ryzbikov I.A., Kuzkin V.l., Maklakov S.A., Obukhov I.A., The shade effect of STM - stimulated local deposition of the organic nano-objects // Proc. Nano-4, Abstract. Beijing, p.l 11 (1996).

2. Малиновский В,П., Алексенко А.Г., Кузькин В.И. и др. Экспериментальное освоение промышленной нанотехнологической установки. Сборник научных трудов МИФИ, т.4,2001, с. 115-116.

3. M.A.Ananian, A.G.Aleksenko, Kuzkin V.l., P.N.Luskinovich, L.N.Patrikeev, V.V.Stoliarov. Nanotechnological device for creating and exploring quantum structures. 10ш INTERNATIONAL LASER PHYSICS WORKSHOPLPHYS'O I Moscow, July 3-7, 2001, p. 523-524.

4. Столяров B.B., Кузькин В.И. Квантовые точки как компоненты наноприборов. Сборник научных трудов МИФИ, т.4,2002, с. 186-187.

5. Зилова О.С. Столяров В.В., Кузькин В.И. Особенности спектроскопических измерений в сканирующей туннельной микроскопии. Сборник научных трудов МИФИ, т.4,2002, с.184-185.

6. Ивашов E.H., Кузькин В.И., Степочкин A.A. Определение нанорельефа полупроводниковых и диэлектрических подложек при помощи сканирующего туннельного микроскопа. Научно-техническая конференция «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» - Датчик - 03 М.: МГИЭМ,2003,Судак - 03, с.341.

7. Kuzkin V.I., V.D.Frolov. Painting of nanoobjects on the a-C:H film surface by means of STM-nanolithography. INTERNATIONAL WORKSHOP ON MICROROBOT, MTCROMASHINES & MICROSYSTEMS, IARP - 2003, Proceed. Moscow, Russia, April 2003, p. 387.

8. V.Kartashev, A.Kotenkov, Kuzkin V.L, M.Stepanov. Problems of tunnel microscope controlling. INTERNATIONAL WORKSHOP ON MICROROBOT, MTCROMASHINES & MICROSYSTEMS, IARP - 2003, Proceed, p.p.. Moscow, Russia, April 2003, p.331-332.

9. Фролов В.Д., Пименов C.M., Конов В.И., Кузькин В.И. Эффективное снижение потенциального барьера для туннелирования электронов из углеродных наноструктур. 13-я Международная конференция «СВЧ -техника и телекоммуникационные технологии», 2003. Proceeding of the 13th International Crimean Conference rMicrowave & Telecommunication Technology, September 8-12, 2003, Sevastopol, Crimea, Ukraine, pp. 516518.

10. Vadim Frolov, Sergey Pimenov, Vitali Konov and Vladimir Kuzkin. Manufacturing of field electron emitters: turn from "self-organized' systems to nanoengineering. Proceedings of the 2nd VDE Microtechnologies Congress, October 13-15, 2003, International Congress Centre, Munich, Germany, pp. 215-220.

11. V.D.Frolov, V.I.Konov, S.M.Pimenov, Vi.Kuzkin. The low-dimensional effect in single carbon-based nanoemitters of electrons. Applied Physics A -Materials Science & Processing (2003), p.332-335.

12. Ивашов E.H. Дульцев А.А., Кузькин В.И. Устройство для получения наноструктур на подложке. Свидетельство РФ на полезную модель

№ 29926; Опубликован 10.06.03 г. в «Бюллетене изобретений» № 16.

13. Ивашов Е.Н., Кузькин В.И., Реутова М.В. Технологическое устройство для наноперемещений изделия. Свидетельство РФ на полезную модель № 30041; Опубликован 10.06.03 г. в «Бюллетене изобретений» № 16.

14. Ивашов Е.Н., Кузькин В.И., Самухов И.В. Устройство перемещения для нанотехнологий. Свидетельство РФ на полезную модель

№ 30033; Опубликован 10.06.03 г. в «Бюллетене изобретений» № 16.

15. Ивашов Е.Н., Кузькин В.И., Степочкин А.А. Устройство для регистрации отклонения острия зонда. Свидетельство РФ на полезную модель N°. 32639; Опубликован 20.09.03 г, в «Бюллетене изобретений» №24.

16. Лускинович П.Н., Анакян М.А.,Кузькин В.И. и др. Нанотехнология и наночипы. CHIP News Э6 2001, с.4-8.

}

*

I

I

Подписано к печати " 10 " 02 2005 г. Отпечатано в типографии МИЭМ. Москва, ул. М Пионерская, 12 Заказ № , Объем п.л. Тираж 100 экз.

2006-4 14800

-2850

ВВЕДЕНИЕ.4 •

1. ОБЗОРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ НАНООБЪЕКТОВ В ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУРАХ.

1.1. Основная задача и состояние работ в области формирования электронных нанообъектов на основе модифицированных структур.

1.2. Физические аспекты формирования наноструктур.

1.3. Технологические особенности получения тонких алмазоподобных пленок.

1.4. Формирование электронных нанообъектов фрактального типа.

Постановка задачи исследований.

2. ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ НАНООБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР.,.

2.1. Термодинамика образования зародышей наноструктур.

2.2. Термодинамика поверхностных наноструктур.

2.3. Корпускулярно-волновые аспекты полевого взаимодействия в кристаллах.

2.4. Способы получения атомарно чистой поверхности и оценка скорости адсорбции.

2.5. Распределение наночастиц по возможным энергетическим состояниям статистика Максвелла-Больцмана и распределение Ферми-Дирака)

Выводы по главе 2.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ НАНООБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ

МОДИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР.

3.1. Экспериментальное оборудование и методика формирования нанообъектов.

3.2. Результаты экспериментальных исследований.

3.3. Сравнительный анализ полученных результатов.

Выводы по главе 3.

4. РАЗРАБОТКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ НАНООБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР.

4.1. Технологическое устройство для наноперемещения изделий.

4.2. Устройство для регистрации отклонения острия зонда.

4.3. Устройство перемещения для нанотехнологий.

4.4. Устройство для получения наноструктур на подложке.

Выводы по главе 4.

Интерес к наноструктурам связан с возможностью существенной модификации свойств известных веществ, а также новыми возможностями, которые открывает нанотехнология в создании материалов и изделий из структурных элементов нанометрового диапазона.

Развитие технологии изготовления приборов микроэлектроники связано, прежде всего, с уменьшением геометрических размеров микросхем, микрочипов, элементов электронной памяти и микродатчиков различного назначения. Современные средства традиционных технологических операций позволяют получать размеры элементов субмикронной области: ведущие зарубежные компании достигли результата 0,13 мкм и переходят к 0,09 мкм. Однако существует предел, определяемый длиной волны используемого в технологии фотолитографии излучения (для электронной литографии - длиной волны излучения электронаЛ=Ь 4neve).

С изобретением сканирующего туннельного микроскопа — СТМ (Рорер, Биннинг - 1981г.) появилась возможность не только наблюдать и исследовать поверхность различных веществ с атомарным разрешением, но и активно воздействовать на нее, то есть получать объекты из конечного числа молекул, удаляя, перемещая или замещая молекулы одного вещества другим. Появилась перспектива работать с отдельными атомами.

Эта возможность, называемая в современных источниках информации нанотехнологией, позволяет значительно расширить диапазон геометрических параметров искусственно созданных объектов применительно к микроэлектронике, которую в этом случае целесообразно называть наноэлектроникой.

В данной работе используются углеродные (алмазоподобные) тонкие пленки, полученные плазменным осаждением из газовой фазы в вакууме. Целесообразность выбора углерода в качестве подложки и объекта модификации определяется множественностью его аллотропных форм, соединений и широкого диапазона электрофизических свойств: от диэлектрических до проводниковых. Поэтому формирование электронных нанообъектов на основе модифицированных углеродных структур является задачей актуальной и своевременной, так как при использовании подобных наноструктур появляется возможность получать как изолирующие, полупроводниковые так и электропроводящие объекты.

Целью диссертационной работы является разработка моделей формирования электронных нанообъектов на основе модифицированных углеродных структур и создание на их основе технологий осаждения сверхтонких диэлектрических алмазоподобных пленок в вакууме из газовой фазы на металлизированную поверхность подложек и получения стабильных, механически прочных электропроводных объектов нанометрового диапазона на поверхности гидрогенизированных тонких углеродных пленок. В соответствии с поставленной целью на защиту выносится:

1. Технология формирования стабильных, механически прочных, электропроводных объектов на углеродной основе в зазоре «зонд-подложка» сканирующего туннельного микроскопа с минимальными размерами 3 нм из газовой фазы С2НО3+АГ с образованием устойчивых химических С - Н связей, созданная на основе физико-химической модели образования зародышей наноструктур на поверхности гидрогенизированных тонких пленок а-СН.

2. Способы формирования особых структур нанообъектов в виде фрактальных конфигураций радикалов трихлорэтилена с образованием устойчивых химических связей с атомами подложки.

3. Модель образования химических связей с учетом влияния различных технологических факторов (температуры, давления, скорости ламинарного потока рабочих газов) на структуру, морфологию и наиболее вероятный состав искусственно созданных модифицированных углеродных структур.

4. Эффект повышения эмиссии электронов у искусственно-созданных объектов нанометрового диапазона на модифицированных углеродных поверхностях методом сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии.

5. Результаты патентно-лицензионных исследований и разработанные на их основе устройства нанотехнологических установок, защищенные патентами Российской Федерации.

На основе физико-химической модели образования зародышей наноструктур впервые создана технология формирования стабильных, механически прочных, электропроводных объектов на углеродной основе в зазоре «зонд-подложка» сканирующего туннельного микроскопа с минимальными размерами 3 нм.

Впервые выявлены особые формы роста нанообъектов в виде фрактальных конфигураций радикалов трихлорэтилена с образованием устойчивых химических связей с атомами подложки.

На основе полученных углеродных наноструктур предложена модель механизма образования химических связей с учетом влияния различных технологических факторов (величины порогового напряжения, плотности тока, температуры, давления, скорости ламинарного потока смеси рабочих газов, состава смеси) на структуру, морфологию и наиболее вероятный состав искусственно созданных неоднородностей поверхности алмазоподобных тонких пленок.

В соответствии с экспериментальными данными предложен алгоритм межмолекулярного взаимодействия на границе раздела, образованной гидрогенизированной туннельнопрозрачной пленкой а-СН и радикалами трихлорэтилена, установлено влияние этого взаимодействия на спектроскопические характеристики образованных углеродных структур, что позволило целенаправленно формировать нанообъекты с заданными характеристиками.

Впервые обнаружен и теоретически обоснован малоразмерный эффект увеличения эмиссионных свойств объектов нанометрового диапазона на модифицированных углеродных поверхностях методом сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии. Предложена соответствующая физическая модель.

Предложены способы и технические решения устройств для реализации процесса модификации поверхности углеродных структур.

Разработана технология осаждения алмазоподобных тонких плёнок в вакууме из газовой фазы (CVD), пригодных для осуществления процесса локальной модификации поверхности с последующим получением механически прочных образований нанометрового диапазона.

Получены механически прочные и электрофизически стабильные объекты нанометрового диапазона на поверхности тонких алмазоподобных структур из газовой фазы.

Достоверность проведенных теоретических исследований и экспериментальных результатов обеспечивается строгим математическим обоснованием предлагаемых подходов, а также сравнением с теоретическими и экспериментальными данными, известными в литературе.

Разработана методика исследования поверхности сверхтонких диэлектрических углеродных (алмазоподобных) слоев: электронное зондирование диэлектрических материалов с использованием сканирующего туннельного микроскопа без прохождения тока между зондом и исследуемой поверхностью подложки, который целесообразно использовать для создания информационно-измерительных систем на основе многозондовой СТМ.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях и научных сессиях:

- на Международной конференции NANO - 4 в 1996 г.,

- на научных сессиях МИФИ в 2001-2002 г.г.,

- научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» в 2003 г., на 13-той Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммутационные технологии» в 2003 г.,

- на Международной конференции по микроробототехнике, микромашинам и микросистемам IARP-2003.

По теме диссертации имеется 16 печатных работ, в том числе 4 патента

В соответствии с результатами, полученными при выполнении настоящей работы, можно сформулировать ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

1. На базе выполненных обзорно-аналитических и патентно-лицензионных исследований показано, что разработка технологии модификации поверхности углеродных структур посредством образования химических связей с молекулами газовой фазы в нанометровом диапазоне является необходимой задачей для решения научно-технических проблем, стоящих перед и микро- и наноэлектроникой.

-2. Предложенная модель формирования объектов нанометрового диапазона на поверхности алмазоподобных туннельнотонких пленок позволяет теоретически оценивать влияние технологических параметров (величины порогового напряжения, плотности тока, температуры, давления, скорости ламинарного потока смеси рабочих газов, состава смеси) на структуру, морфологию и наиболее вероятный состав искусственно созданных неоднородностей.

3. Разработанная технология осаждения алмазоподобных тонких пленок в вакууме из газовой фазы (CVD) на металлизированных подложках реализует процесс локальной модификации поверхности с последующим получением механически прочных и электрофизически стабильных объектов нанометрового диапазона.

4. Разработанная методика исследования поверхности сверхтонких диэлектрических углеродных (алмазоподобных) наноструктур обеспечивает возможность создания информационно-измерительных систем на основе многозондовой СТМ без прохождения тока между зондом и исследуемой поверхностью подложки.

5. На основе созданной технологии получения стабильных, механически прочных электропроводных объектов нанометрового диапазона исследованы свойства углеродных структур, которые позволят создавать элементы различных электронных приборов, такие как точечные источники электронов для электронных микроскопов, электронные голографические устройства, элементы систем квантовой логики, эффективные фотокатоды.

6. Предложены способы и технические решения устройств для реализации процесса модификации поверхности углеродных структур, которые включают:

- технологическое устройство для наноперемещений изделия, применение которого обеспечивает возможность работы в заданной токопроводящей рабочей среде, в качестве которой используется жидкость или газ;

- устройство для получения наноструктур на подложке, позволяющее фокусировать ионный луч и -тем самым обеспечивать более точную обработку поверхности подложки независимо от изношенности острия зонда;

- устройство регистрации отклонения острия зонда, позволяющее повысить чувствительность при отклонении острия зонда;

- устройство перемещения для нанотехнологии, позволяющее одновременно и независимо зондировать несколько точек на поверхности подложки, расположенных на близком расстоянии друг от друга при выполнении различных нанотехнологических операций.

- способ определения нанорельефа подложки, позволяющий определять нанорельеф подложки из любого материала.

Новизна предложенных технических решений защищена патентами РФ.

7. Основным результатом диссертационной работы можно считать создание качественной физической модели, методических и технологических основ формирования электронных нанообъектов, в том числе с фрактальной конфигурацией, на основе модифицированных углеродных структур с целью последующего получения электронных компонентов интегральных наносхем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. Ю.И.Головин. Введение в нанотехнологию. М.: «Издательство Машиностроение 1». 2003. 112 с.

2. Валиев К.А. Физика субмикронной литографии. М.: Наука, 1990.

3. К.А.Валиев, А.А.Орликовский. От микро и наноэлектроники к твердотельным квантовым компьютерам. Успехи современной радиоэлектроники, № 5-6, 2004, стр. 106-117.

4. Chou S.Y., P.P.Krauss and PJ.Renstrom. 1996. Inprint lithography with 25-nanometer resolution. Science 272: 85.

5. Chou S.Y., P.P.Krauss, W.Zhang, L.Guo and L. Zhuang. 1997. Sub-10 nm inprint lithography and applications. Invited, J.Vac. Sci. Technol.B 15(6): 2897.

6. Chou S.Y. and L. Zhuang. 1999. Lithographically induced self-assembly of periodic polymer micropillar arrays. J.Vac. Sci. Technol.B 17(6): 31973202.

7. Лускинович П.Н., Ананян M.A., Дадан E.B., Кузькин В.И. и др. Нанотехнологические процессы и установки. Труды научного семинара «Математическое моделирование нанотехнологических процессов и наноструктур», 2001, вып.1, с. 30-47.

8. Feynman R. There's plenty of room at the bottom: an invitation to enter a new field of physics. Eng. Sci. 23, 22 (1960).

9. Taniguchi N. On the basic concept of nanotechnology. Proc. Int. Conf. Prog. Eng. Part II. Tokyo: Jap. Soc. of Prec. Eng., 1974.

10. Eigler D.M., Schweizer E.K. Positioning single atoms with a scanning tunneling microscope. Nature (1990) v.344, No. Pt. p.524-526.

11. Drexler K.E. Molecular engineering: an approach to the development of general capabilities for molecular manipulation. Proc. Natnl. Acad. Sci. USA 78, 5275(1981).

12. New Scientist 1992, 133 (1811), pp. 42-46.

13. Richter S., Cachen D., Cohen S.R., Gartsman K., Lyakhovistskaya V., Nanassen V. // Appl. Phys. Lett. 1998. V 73. P. 1868.

14. Miller R.E., Shenoy V.B. // Nanotechnology. 2000. V. 11. № 3. P. 139147

15. Dryakhlushin V.F., Klimov A.Yu., Rogov V.V., ShashkinV.I., SuchodoevL.V., Volgunov D.G., Vostokov N.V. // Nanotechnology. 2000. V. 11. №3. P. 188-191.

16. Коммерсантъ, понедельник 2 февраля 2004 № 17/п.19. "National Nanotechnology Initiative: Leading to the Next Industrial Revolution", Internal government report, supplement to the President's FY 2001 Budget, February 2000.20. http://www.zwex.com/nanotech

17. Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. M.: Физматлит, 2000.

18. Ормонт Б.Ф., Введение в физическую химию и кристаллохимию-полупроводников. Издание второе, переработанное и дополненное. М; Высшая школа. 1973. стр. 389.

19. Петров Ю.И. Кластеры и малые частицы. М.: Наука. 1986.

20. Abraham F.F. CRC Crit. Revs Solid State and Mater. Sci., 1981, May, 169.

21. Wunderlich W., Ishida Y., Maurer R. Scripta Metall. Mater. 1990, 24, No. 2, P. 403.

22. Thomas G.J., Siegel R.W., Eastmen J.A. Scripta Metall. Mater. 1990, 24, No. 1,P. 201.

23. Mutschele Т., Kirchheim R. Scripta Met. 1987, 21, No. 2, P. 135.

24. Sleptsov V.V., Elinson V.M., Baranov A.M., Tereshin S.A. Optical and Electrical properties of quantum-dimensional Multilayer Structures Based on Carbon Films. Wide Band Gap Electronic Materials NATO ASI Series. 3 High Technology, 1995,1, P. 257-264.

25. Polyakov V.I., Perov P.I., Ermakov M.G., Ermakova O.N., Sleptsov V.V., Elinson V.M. Thin Solid Films, 1992,212, P. 226-231.

26. Баранов A.M., Елинсон В.М., Кондратов П.Е., Слепцов В.В. " Влияние толщины пленок а-С на механизм переноса носителей заряда". Письма в ЖТФ, 1989,16(3), С. 36-39.

27. Sleptsov V.V., Kyzin А.А., Baranov A.M., Elinson V.M. Optical absortion in a-C:H multilayer periodic structures, Diamond and Related Materials, 1992,1, P. 570-571.

28. Sleptsov V.V., Kyzin A.A., Baranov A.M., Elinson V.M. Electrical and optical properties of carbon films. In Book "Physics and Technology of Diamond Materials", Poland Publishers, Moscow, 1994, p.80-87.

29. Meng F., Schlup J.R., Fan L.T. Chem Mater., 1997, 9,2459

30. Смирнов Б.М. Физика фрактальных кластеров. М.: Наука, 1991.; Усп. физ. наук, 1991. 161. N6. 141; 1993. 163. N7. 51.

31. Hou J.G., Wu Z.Q. Phys. Rev., В., 1990,42,3271

32. Dan Nir, Intrinsic stress in diamond-like carbon films and its dependens on deposition parameters. Thin Solid Films, 1987,146, P. 27-43.

33. Rossi E., Andre B. Low-temperature synthesis of diamond films in termoassisted RF-plasma CVD. Japaness J. Appl. Phys., 1992, 31(3), C. 872-879.

34. Johnson A.L., Joyce S.A., Madey Т.Е., Electron-stimulated-deposition ion angular distributions of negative ions. Phys. Rev. Let., 1988, 61(22), C. 2578-2581.

35. Grolub N.A., Pavelyev V.S. Optics and Laser Technology, 1995, 27(7), C. 223-228.

36. Регель B.P. и др. Кинетическая природа прочности твердых тел. М., «Наука», 1974, стр. 110.

37. Vossmeyer Т., Katsikas L., Giersig М., Popovic I., J. Chem. Phys., 1994, 98, P.7665—7673.

38. Чвалун C.H. Полимерные нанокомпозиты. Природа, 2000, №7

39. Баранов A.M., Елинсон В.М., Кондратов П.Е., Слепцов В.В. Влияние толщины пленок а-С на механизм переноса носителей заряда. Письма в ЖТФ, 1990,16, в.З, С. 36-39. '

40. Ivanovsky G.F., Sleptsov V.V., Elinson V.M., Baranov A.M., Kuzin A.A., Kondrashov P.E. Properties of diamond-like films forced by ion-assisted methods for multiplayer structures. Surface and coating Technology, 1991,48, P. 189-191.

41. Ю.В. Плесков, "Электрохимия алмаза". УРСС. Москва, 2003.

42. Леонард М. Сандер, Фрактальный рост, пер. с англ., В мире науки,1987, т.З, с.62.

43. Львов Г.А. Фрактальные среды. СПб.: Изд-во СП6ГТУ, 2001. 24 с.

44. B.B.Mandelbrot, The Fractal Geometry of nature. San Francisco: Freeman 1982.55. http ://www. ghcube. com/ fractal s/

45. Бондаренко В.А.,Дольников В.Л. Фрактальное сжатие изображений по Барнсли-Слоану. Автоматика и телемеханика.-1994.-N5.-с. 12-20.

46. Витолин Д. Применение фракталов в машинной графике. Computerworld-Россия.-1995.-N15 .-с. 11.

47. А.И. Вейник. Техническая термодинамика и основы теплопередачи. Изд-во «Металлургия», М. 1965.

48. Дж. Блёйкмор. Физика твердого тела. Пер. с англ. под ред. д.ф.-м'.н., проф. Д.Г.Андрианова и д.ф.-м.н., проф. В.И.Фистуля. М., Мир,1988.

49. Карлслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука. 1964.-488 с

50. Worthing A.G. Atomic heats of tungsten and of carbon at incandescent temperatures. // Phys. Rev. 1918. Vol.12, p. 199-225.

51. Wallace D.C., Sidles P.H. and Danielson G.C. Specific heat of high purity iron by a pulse heating method. // J. Appl. Phys. 1960. Vol. 31. P. 168 -176.

52. Rasor N.S., Mc Clelland J.D. Thermal properties of graphite, molybdenum and tantalum to their destruction temperatures. // J. Phys Chem. Sol. 1960. Vol. 15.P.17.

53. Parker R. Rapid phase transformations in titanium induced by pulse heating. // Trans. Met. Soc. AIME. 1965. Vol. 233. P. 1545 1549.

54. Дихтер И.Я., Лебедев С.В. Теплоёмкость вольфрама вблизи точки плавления. // ТВТ. 1970. т.8. №1. с. 55 58.

55. Corbino О.М. // Phys. Z. 1910. Vol.l 1. р. 413 -417.

56. Phys. Z. 1912. Vol.13, p. 375 379.

57. Kraftmakher Ya.A. The modulation method for measuring specific heat. // High Temp. High Press. 1973. Vol.5, p.433 454.

58. Филиппов Л.П. Измерение тепловых свойств твердых и жидких металлов при высоких температурах. М.: Изд-во МГУ, 1967. - 325 с.

59. Gaehr P.F. The specific heat of tungsten at incandescent temperatures. // Phys. Rev. 1918. Vol.12, p.390 423.

60. Якункин M.M. Исследование теплоемкости вольфрама методом периодического импульсного нагрева. // ТВТ. 1983. Т.21, №6, c.l 115 -1121.

61. Вейко В.П. Лазерная обработка пленочных элементов. Л.: Машиностроение, 1975. - 290 с.

62. Реди Дж. Промышленное применение лазеров. М.: Мир, 1981. - 604 с.

63. Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов. М.: Мир, 1986. -504 с.

64. Веденеев J1.A., Гладун Г.Т. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 208 с.

65. Углов А.Л., Селищев С.В. Автоколебательные процессы при воздействиии концентрированных потоков энергии. М.: Наука, 1987.-149 с.

66. Compendium thermophysical property measure method. N.Y. - L. 1984. -789 p.

67. Гусев В.Э., Карабутов А.А. Лазерная оптоакустика. M.: Наука, 1991. -304 с.

68. Филиппов Л.П. Исследование теплопроводности жидкостей. М.: Изд-во МГУ, 1970 - 230 с.

69. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. — 599 с.

70. Глытенко А.Л., Любов Б.Я. Импульсно-периодический нагрев металлов. // ИФЖ. 1987. Т.53, № 4. С. 642 648.

71. Рыкалин Н.И., Углов А.А., Макаров И.И. Об оценке влияния частоты следования пичков в лазерном импульсе на нагрев металлических листов.//ДАН. 1967. т. 174. №5. С. 1068-1071.

72. Диткин В.А., Прудников А.П. Операционное исчисление. М.: Высшая школа, 1975. - 407 с.

73. Агое К., Вацек И. Вольфрам и молибден. М. - Л.: Энергия, 1964. — 456 с.

74. Jaeger J.C. Pulsed surfaces heating of a semi-infinite solid. // Quart. Appl. Mathematics. 1953. Vol. XI. № 1. P. 132 137.

75. Ч.Киттель. Квантовая теория твердых тел. (пер. с англ. А.А.Гусева) М. Наука, 1967. 492 стр.

76. Савельев И.В. Курс физики: Учеб.: В 3-х т. Т.1: Механика. Молекулярная физика.- М.: Наука, 1989.- 352 с.

77. Фельдман Л., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок.- М.: Мир, 1989.- 564 с

78. Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах. Изд. 2 — перераб. и доп. - М.: Мир, 1982. - 368 е., ил.

79. Hindlei N.K., Journal of non-cryst. Solids, v.5, № 17, p. 31 (1970).

80. Thornber K.K., Feynmann R.P., Phys. Rev., В 1, p. 4099 (1970).

81. Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности.- М.: Мир, 1989.- 564 с.

82. Шульман А.Р., Фридрихов С.А. Вторично-эмиссионные методы исследования твердого тела.- М.: Наука, 1977.- 551 с.

83. П.Н.Лускинович, В.Д.Фролов, А.Е.Шавыкин, В.Д.Хаврюченко, Е.Ф.Шека, Е.А.Никитина. Формирование наноразмерных структур на пленке а-СН в присутствии адсорбата. // Письма в ЖЭТФ, 1995. т.62, вып.11, стр. 868-872.

84. J.Robertson, Advanced Physics, v.35, р.317 (1986).

85. E.F.Sheka, V.D.Khavryutchenko and V.a.Zayetz, Phys. Low-Dim. Struct. 2/3,59(1995).

86. Bou Pi, Vandenbulcke L. // J. Electrochem. Soc. 1991. v.138. p.2991-2994.

87. Hashimoto K., Muraki Y., Baba R., Fujishima A. // J. Electro anal. Chem. 1995. v.397. p.339-341.

88. Неволин B.K. Физические основы туннельно-зондовой нанотехнологии. // Электронная промышленность, 1993. № 10. с.8-15.

89. V.D. Frolov et al. JETP Letters 62 (11) (1995) 881-886.

90. V.D. Frolov, A.V. Karabutov, V.I. Konov, S.M. Pimenov, A.M. Prokhorov: J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 32,1999, pp. 815-819.

91. Корняков Н.В., Левин В.Л. Макаров Е.Б.,Мордвинцев В.Н. СТМ в микролитографии. // Электронная техника, Сер.З, Микроэлектроника,- 1991. В.1(140).с.З-7.

92. Mc.Cord М.А., Kern D.P., Chang Т.Н.Р. Direct writing of submicron metallic features with STM. // J. Vac. Sci. Technol. B. 1988. v.6, №6, p.1877-1880.

93. Echrich E.E., DeLozanne A.L. Etching of Silicon (111) with a STM. // J. Appl. Phys. 1991. v.69, №5, p. 2970-2974.

94. Неволин В.К. Нанотехнология в газовых средах с помощью туннельного микроскопа. // Электронная техника, Сер.З. Микроэлектроника. 1990. Вып.1. с.27-29.

95. Неволин В.К. Пластическая нанодеформация образцов в туннельном микроскопе. //Письма в ЖТФ. 1988. т.14, вып.16. с. 1458-1460.

96. Ryzhikov I.A., Kuzkin V.I., Maklakov S.A., Obukhov I.A., The shade effect of STM stimulated local deposition of the organic nano-objects // Proc. Nano-4, Abstract. Beijing, p.l 11 (1996).

97. Столяров B.B., Кузькин В.И. Квантовые точки как компоненты наноприборов. Сборник научных трудов МИФИ, т.4,2002, с. 186-187.

98. Зилова О.С. Столяров В.В., Кузькин В.И. Особенности спектроскопических измерений в сканирующей туннельной микроскопии. Сборник научных трудов МИФИ, т.4,2002, с.184-185.

99. Kuzkin V.I., V.D.Frolov. Painting of nanoobjects on the a-C:H film surface by means of STM-nanolithography. INTERNATIONAL WORKSHOP ON MICROROBOT, MICROMASHINES &

100. MICROSYSTEMS, IARP 2003, Proceed. Moscow, Russia, April 2003, p. 387.

101. Малиновский В.П., Алексенко А.Г., Кузькин В.И. и др. Экспериментальное освоение промышленной нанотехнологической установки. Сборник научных трудов МИФИ, т.4,2001, с. 115-116.

102. M.A.Ananian, A.G.Aleksenko, Kuzkin V.I., P.N.Luskinovich, L.N.Patrikeev, V.V.Stoliarov. Nanotechnological device for creating and exploring quantum structures. 10th INTERNATIONAL LASER PHYSICS WORKSHOPLPHYS Ol Moscow, July 3-7, 2001, p. 523-524.