ОНЭиНТ_Сидорова_Л5(7,5) (Лекции по ОНЭиНТ), страница 2

     Газофазная  эпитаксия      Термический  CVD  с  подогревом  стен  Усиленный  плазмой  CVD  Технология  «СНИЗУ-­‐ВВЕРХ»  •  Сборка  –  получение  кластеров.  •  Осаждение  (физические  методы).  •  Осаждение  (химические  методы).  •  Нанореакторы.  •  Самоорганизация.  Технология  «СНИЗУ-­‐ВВЕРХ».  Нанореакторы    Нанореактор    —  реактор  для  осуществления  химических  реакций  в  ограниченном  объёме,  размер  которого  не  превышает  100  нм  хотя  бы  по  одному  из  измерений  и  ограничен  физически  размерами  элементов  упорядоченной  структуры.  Пленка  пористого  диоксида  титана,  синтезированного  методом  анодного  окисления  металлического  титана.

 Может  использоваться  в  качестве  нанореактора  для  получения  нанонитей  различных  металлов  методом  электроосаждения,  осаждения  из  газовой  фазы  и  т.д.    Формирование  магнитных  наночастиц  различной  морфологии  на  основе  железа  в  матрице  слоистого  двойного  гидроксида  в  зависимости  от  условий  эксперимента  Технология  «СНИЗУ-­‐ВВЕРХ».  Нанореакторы  Сопоставление  размеров  реактора  (reactor),    частиц  катализатора  (catalyst  pellets),  пористой  подложки  (porous  support)  и  активной  наночастицы  (active  nanoparticle)      (iNANO,  Aarhus  STM  Laboratories)  Технология  «СНИЗУ-­‐ВВЕРХ»  •  Сборка  –  получение  кластеров.

 •  Осаждение  (физические  методы).  •  Осаждение  (химические  методы).  •  Нанореакторы.  •  Самоорганизация.  Технология  «СНИЗУ-­‐ВВЕРХ».  Самоорганизация    Самосборка  (англ.  self-­‐assembly)  —  процесс  образования  упорядоченной  надмолекулярной  структуры  или  среды,  в  котором  в  практически  неизменном  виде  принимают  участие  только  компоненты  (элементы)  исходной  структуры,  аддитивно  составляющие  или  «собирающие»,  как  части  целого,  результирующую  сложную  структуру.

     Самоорганизация  –  процесс  упорядочения  в  системе  за  счет  внутренних  факторов,  без  внешнего  специфического  воздействия.        СТМ-­‐изображение  упорядоченного  массива  треугольных  нанокластеров  Al,  сформированных  на  поверхности  Si(111)  с  помощью  самоорганизации.    Монодисперсные  микросферы  диоксида  кремния  с  диаметром  порядка  150  нм,  комплексно  самоорганизованные  на  плоской  поверхности.    Сканы  электронного  микроскопа  различных  наноструктур,  полученных  самосборкой.    Цветные  вставки  –  эти  структуры  в  кристалле.  Островковые  пленки        Островковая  пленка  –  несплошная  пленка,  формирование  которой  закончили  на  начальной  стадии.

     Этапы  роста  пленки:  •  зародыши;  •  рост  зародышей;  •  образование  островков;  •  образование  каналов;  •  рост  сплошной  пленки.  1  –  испаритель;    2  –  поток  испаряемых  частиц;    3  –  измерительные  пластины;  4  –  контактные  площадки;  5  –  подложка;    6  –  нагреватель    !ГруппаметодовВоспроизводимостьразмеровТехнология тонкихпленокЗависит отвыбранногометода ТТПСредняяРентгенолитография~50ВысокаяЭлектроннолучеваялитография~10ВысокаяЗондоваялитография~10ВысокаяНаноимпринтнаялитография~10ВысокаяМетоды литографииНазвание методаМинимальный размер,нмИспользованиерельефных иразвитыхповерхностейКлассификация  методов  формирования  ОНС  Методы самоорганизацииГруппаметодовКлассификация  методов  формирования  ОНС  Ориентировочноевремяобразования ОНС t, сВоспроизводимостьразмеровНазвание методаМинимальныйразмер, нмЭнергиячастицыE, эВСкоростьростапленки v,мкм/cМолекулярно-лучеваяэпитаксия~6…100,2…0,30,00033600…10000ВысокаяЭпитаксия из газовойфазы~10…150,1…100,01…100,5…200СредняяТермическоеиспарение ввакууме (в т.ч.лазернаяабляция)~10…200,1…0,30,1…1,05…20СредняяМагнетронноераспыление(ионно-лучевоераспыление)~10…153…50,001…0,510…200СредняяИонно-лучевоетравление~10…15–––-(0,014…0,5)10…80ВысокаяРасплавление пленкина поверхностиподложки~10…50–––-(0,1…1,0)5…20НизкаяДуговой разряд~10…150,1…100,1…500,1…20СредняяФормирование  ОНС  методами  ТТП  Молекулярно-­‐лучевая  эпитаксия  Формирование  ОНС  методами  ТТП  Эпитаксия  из  газовой  фазы  Термическое  испарение  Формирование  ОНС  методами  ТТП  Магнетронное  распыление  Дуговой  разряд  Плазменные  источники  для  нанесения  покрытий:    а)  магнетрон,  б)  вакуумно-­‐дуговой  испаритель;    1  –  катод,  2  –  анод,  3  –  магнит,  4  –  плазма,  5  –  подложка,    6  –  траектория  движения  дуги.

 Формирование  ОНС  методами  ТТП  Ионно-­‐лучевое  травление  Формирование  ОНС  методами  ТТП  Пылевая  плазма  Расплавление  пленки    на  поверхности  подложки  Контрольные  вопросы  1.  Методы  получения  наночастиц  по  технологии  «сверху-­‐вниз».  2.  Методы  получения  наночастиц  по  технологии  «снизу-­‐вверх».  3.  Методы  литографии  для  создания  наноструктур.  Уровень  технологии  для  типов  литографии.  4.  Получение  наночастиц  методом  помола.  Чем  определяется  эффективность  помола  в  планетарной  мельнице?  5.  Получение  наночастиц  методом  УЗ-­‐диспергирования.

 Агломераты  и  агрегаты.  6.  Электровзрывной  метод  получения  наночастиц.  7.  Физические  методы  получения  наночастиц  по  технологии  «снизу-­‐вверх».  8.  Химические  методы  получения  наночастиц  по  технологии  «снизу-­‐вверх».  9.  Самосборка,  самооргназация:  определение,  проблемы,  преимущества.  10. Островковая  наноструктура:  определение,  возможные  методы  получения.  Темы  рефератов    (на  следующее  занятие)  17. Магнитные  наноструктуры:  получение,  свойства  и  применение.

 18. Островковые  наноструктуры:  типы,  перспективы  применения  и  преимущества.  19. Наногенераторы,  наномоторы  и  наномеханизмы:  области  применения  и  перспективы.    20. Способы  очистки  поверхности  подложек  для  наноэлектроники.    .