|
KVANT NOKTALAR, NANOSIRLAR VA NANOTOLALAR
Vakuumda fizik yoki kimyoviy yotqizish usullariga asoslangan yupqa plyonkalar hosil qilish texnologiyasidan foydalanish kichik qalinlikdagi (bir necha atom qatlamlarigacha) plyonkali nanostrukturalarni olish imkonini beradi. Bunday plyonka qalinligi bilan yotqizish tekisligida substratga yotqizilgan atomlarning harakatchanligi juda yuqori bo'lishi mumkin. Ba'zan ion nurlanishi bilan qo'shimcha ravishda rag'batlantiriladigan sirt ustida tez tarqalish natijasida nanostrukturalarning klasterlar hosil qilish tendentsiyasi to'liqroq amalga oshiriladi. O'z-o'zini tashkil qilish jarayonlari sodir bo'la boshlaydi, bu nanoob'ektlarning paydo bo'lishiga olib keladi - nanozarrachalar yoki nanoporlarning nol o'lchovli yoki bir o'lchovli klasterlari [4,122]. O'lchami juda kichik bo'lgan bunday klasterlar aniq kvant xususiyatlariga ega (3.1-bo'limga qarang) va ilmiy adabiyotlarda ular uchun "kvant nuqtalari", "kvant quduqlari" nomlari qabul qilingan.
Guruch. 6.1. Inert va faol material qatlamlarini ketma-ket joylashtirish usuli bilan kvant nuqtalari bilan nanostrukturani yaratish sxemasi: 1- faol moddaning atomlari manbai, 2- inert moddaning atomlari manbai, ae - operatsiyalar ketma-ketligi [4].
|
Guruch. 6.2. GaAs qatlamlari orasida joylashgan InAs qatlamlaridagi kvant nuqtalarining transmissiya elektron mikroskopi tasviri [127].
|
Guruch. 6.3 Safir substratdagi GaN epitaksial qatlam yuzasining tasviri [126].
|
Guruch. 6.4. Diametri 3 nm bo'lgan mis nanosimlari pog'onali molibden substratiga bug 'cho'ktirish yo'li bilan olingan [8].
|
Kvant quduqlari yoki nuqtalardan tartibli tuzilmani yaratish mumkin. Bunday murakkab tuzilmani, masalan, kvant nuqtalari tuzilishining o'z-o'zini tashkil etishi sodir bo'ladigan faol materialni yotqizish jarayonlarini o'zgartirish orqali olish mumkin.
inert material qatlamlarini cho'ktirish jarayonlari (6.1-rasm) [4].
[127] da GaAs qatlamlari orasida joylashgan InAs qatlamlaridagi kvant nuqtalari InAs orollarining choʻktirish sikllari ketma-ketligi yordamida olingan (6.2-rasm). Kvant quduqlari va nuqta konstruksiyalariga yaqin tuzilmalarni 3-4 mkm qalinlikdagi epitaksial GaN qatlamlarini sapfir substratlarga vakuumda organometalik birikmalar yordamida kimyoviy bug'lantirish yo'li bilan cho'ktirish orqali olish mumkin (6.3-rasm) [126].
Nanosimlar, elektron mikrosxemalar uchun metall nanosimlar, shuningdek nuqtali nanozarrachalardan (“chivinlar”) nanosimlar pogʻonali substratlarda bugʻ fazasidan kondensatsiyalanish yoʻli bilan oʻstiriladi [8].
Bir nechta texnologiya variantlari mavjud.
Ulardan biriga muvofiq nanosimlarning hosil bo'lishi quyidagicha sodir bo'ladi (6.1-rasm). Bug 'fazasining zarralari "qadamlar" tekisligiga yotqiziladi. Sirt kuchlarining ta'siri ostida ular "qadam" tekisligi bo'ylab uning burchagiga tarqaladi, bu erda ikkita tekislik kuchlari harakat qiladi. Jarayon diametri taxminan 3 nm bo'lgan nanosimlarni va kengligi 20-60 nm bo'lgan nanobandlarni olish imkonini beradi. Bunday holda, ularni ishlab chiqarish uchun zarur shart - bu substrat materialining sirt energiyasini hosil qiluvchi nanosim materialining sirt energiyasidan oshishi talabidir. Misol uchun, mis nanosimlari molibden substratida hosil bo'lishi mumkin. Molibdenga nisbatan yuqori sirt energiyasiga ega bo'lgan volframda nano-"chivinlar" zanjirlarini hosil qilish mumkin.
Yana bir variant selektiv epitaksiya usullariga asoslangan. Bunday holda, sim ikkita epitaksial qatlam orasidagi substratning "tizmasi" da hosil bo'ladi. Shunday qilib, nanosimlar yarimo'tkazgichlardan, masalan, InGaAs qotishmalaridan olinadi [8].
Texnologiyaning yana bir varianti - "bug '- suyuqlik - qattiq" sxema bo'yicha aralashmalardan nishonlarni lazer bilan nurlantirish usuli (6.2-rasm). Masalan, Si + SiO2, Si + Fe2O3, Ge + SiO2, Ge + GeO2 aralashmalarini nurlantirish natijasida SiO2 izolyatsion qobiqdagi kremniy va germaniyning nanotolalari olinadi [8].
Kino texnologiyalari nafaqat nanosimlar yoki nanotolalarni, balki bir xil qalinlikdagi va balandlikdagi nanovillalarning tartibli joylashuviga ega "gilamga o'xshash" nanostrukturalarni ham yaratishga imkon beradi (6.3-rasm). Bunday tuzilmalar sensorlar, yuqori aniqlikdagi ekranlarning elementlari va boshqalar sifatida ishlatilishi mumkin. [4].
|
Guruch. 6.5.
kremniy oksidi qoplamasidagi silikon nanotolalar: a - tolalar ishlab chiqarish uchun o'rnatish diagrammasi, b - tolaning yadrolanishi diagrammasi, c - tola o'sishi diagrammasi [8].
|
|
Guruch. 6.6.
Silikon substratda o'stirilgan diametri bir necha nm bo'lgan SiO2 nanosimlari to'plami [4].
|
Do'stlaringiz bilan baham: |
