纳米间隙电极的制备及其在纳米器件研究中的应用
本文所涉及研究的目标是借助普通光刻结合光刻胶工艺、结合分子组装工艺等的选择性化学沉积法来获得电极间距可小于100nm的电极,同时研究这种电极结构应用于诸如单电子器件、DNA器件等纳米器件的研制.单电子器件是纳米器件发展中的一个重要内容.单电子器件的制备需要制作具有纳米尺度间距的电极,以及在电极间规则排列的库仑岛.通过的制备技术需要高分辨率的电子束”直写”光刻设备等条件,投资巨大,同时工作效率不高.通过条件研究,已可采用普通光刻结合光刻胶工艺、以及结合分子组装工艺等的选择性化学沉积法来获得在氧化硅表面的、电极间距可小于80nm的Cu电极.采用双功能有机分子(MPTS)作为结合组装与电极间距之间硅基表面,同时另一端作为铆定端,铆定有关的纳米微粒,如纳米金颗粒(10nm)等,实现了单电子原型器件的制作.基于KEITHLEY9000对所制作器件的直流伏-安特性进行了测量,结果显示出典型单电子器件因库仑阻塞所导致的电流平台.根据经典模型,采用Monte Carlo方法对器件特性进行了仿真,初步结论为,在外加低偏压条件下,器件的伏-安特性只与几个纳米粒子有关.这也表明:由于双功能分子组装排列库仑岛具有一定的随机性,一些颗粒相互连接导众多颗粒排列情况下,也只有若干个颗粒起作库仑岛的作用.为了进一步规则排列这些纳米微粒,采用DNA分子诱导排列的方式.已采用流体法结合分子组装实现了λ-DNA分子的取向排列,和在DNA分子上结合纳米微粒.此外,发现直流电场对巯基DNA在金电极表面的组装有很大的影响,初步找出对一定长度链段影响组装的电压区,为分子可控组装探索出一种方法.相关工作正在进行中.
纳米间隙电极 纳米器件 单电子器件
顾宁 黄岚 王伟 廖建辉 张宇 张海黔 李昌敏 葛存旺 谭逸斌 彭力 赵丽新 沈浩瀛 陈堂胜 郝西萍
生物科学与医学工程分子与生物分子电子学教育部重点实验室,纳米科学与技术研究中心,东南大学(南京) 无锡华晶电子集团公司掩模制造工厂(无锡) 南京电子器件研究所(南京)
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2001-10-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）