Отзыв официального оппонента 1 (1104195)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ОТЗЫВофициального оппонента на диссертацию Саркиса Арменаковича Дагесяна"Одноэлектронные транзисторы с высокой зарядовой энергией”,представленную на соисканиеученой степени кандидата физико-математических наук по специальности01.04.04 – физическая электроника.Диссертационная работа С.А.

Дагесяна посвящена исследованию широкого круга проблем,связанных с разработкой лабораторной методики изготовления одноэлектронных транзисторов наоснове объектов молекулярного (наночастицы золота 2 – 4 нм) и атомарного (примесные атомы врешётке кремния) масштаба, проведению структурных исследований изготовленных устройств,изучению электронного транспорта и одноэлектронных эффектов в изготовленных элементах вширокой области температур, верхняя граница которой ранее в планарных структурах аналогичноготипа не была достигнута.Актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью повышения рабочейтемпературы работающих на одноэлектронных эффектах зарядовых сенсоров, которые в настоящеевремя достаточно широко начали использоваться для исследования свойств больших биологическихмолекул, а также необходимостью разработки методов изготовления одноэлектронных структур своспроизводимыми и заранее заданными параметрами.Важнейшим результатами данной работы являются: разработка лабораторной методики изготовления планарных электродов молекулярногоодноэлектронного транзистора на основе электроннолучевой литографии с зазором междуэлектродами менее 5 нм и сопротивлением 300 Гом при выходе годных более 90 %; разработка лабораторной методики встраивания наночастиц в зазор между электродами спомощью метода электротреппинга позволяющей изготовлять одноэлектронныетранзисторы на основе малых (2 – 4 нм) наночастиц золота с выходом годных более 10 %; экспериментальное доказательство коррелированного характера электронного транспортачерез сформированные одноэлектронные транзисторы до температуры 300К идемонстрация управления туннельным током через одиночную наночастицу с помощьюзатвора в области температур до 220К; разработка лабораторной методики изготовления и контролируемого уменьшения размеракремниевого нанопровода с помощью коротких сеансов реактивно-ионного травления (5 –10 с) с целью изготовления устройств, в которых электронный транспорт осуществляетсячерез несколько (1 – 3) примесных атомов; экспериментальное доказательство коррелированного характера электронного транспорта вкремниевых нанопроводах, изготовленное сужение которых содержит единичныепримесные атомы фосфора при температурах до 77 К..Все перечисленные выше результаты являются новыми, оригинальными и получены авторомвпервые.

Они, несомненно, важны как для понимания фундаментальных аспектов физики процессов внаноразмерных мезоскопических объектах, так и для применения таких объектов в практическизначимых сенсорных устройствах.Их практическая значимость состоит в том, что они могут быть использованы для созданияразнообразных высокотемпературных одноэлектронных устройств, таких как сверхчувствительныезарядовые сенсоры с высоким пространственным разрешением для сканирующих зондовыхмикроскопов. Кроме того, полученные в работе технологические решения могут быть использованыдля создания и исследования одноэлектронных устройств на основе других наноразмерных объектов:различных молекул и примесных атомов отличных от золотых наночастиц и атомов фосфора.Необходимо особо отметить, что развиваемые в данной диссертационной работе методы изготовленияодноатомных структур базируются исключительно на основе таких технологических операций,которые используются повсеместно в полупроводниковой индустрии.Обоснованность и достоверность выводов и результатов диссертационной работы обеспеченысогласием экспериментально измеренных электрических характеристик полученных систем стеоретически предсказанными значениями и зависимостями, а также согласием с экспериментальнымиданными, известными из литературы..Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка цитируемой литературы,состоящего из 152 ссылок.

Она изложена на 118 страницах, включая 48 рисунков.Во введении дается литературный обзор исследований одноэлектронных устройств на основеодиночных молекул и атомов, обосновывается актуальность проводимых исследований,формулируются их цели, научная новизна и практическая значимость, а также основные положения,выносимые на защиту, обосновывается достоверность полученных результатов, приведён списокпечатных работ и докладов на конференциях, в которых содержатся основные результаты даннойдиссертационной работы.Первая глава содержит обзор методов создания одноэлектронных транзисторов на основеодиночных молекул, молекулярных кластеров, наночастиц и одиночных примесных атомов, а такжеобзор основных известных на сегодняшний день свойств электронного транспорта в подобныхструктурах. В ней дается обоснование выбора направления, в котором автор считает необходимымосуществлять разработку технологических решений направленных на создание одноэлектронныхустройств.Во второй главе дано описание используемой автором технологии изготовления системыпланарных электродов молекулярного одноэлектронного транзистора, а также результатыисследования электрических свойств системы на различных стадиях изготовления.

Описанразработанный им алгоритм проведения контролируемого сужения золотого нанопровода,использующий эффект электромиграции атомов в тонких плёнках при пропускании через них токабольшой плотности. Показано, что использование быстродействующей (порядка 10 мкс) обратнойсвязи позволяет плавно увеличивать сопротивление от 500 – 700Ом до 2 – 4 кОм. Установлено также,что в процессе релаксации структур с сопротивлением 2 кОм возникает разрыв нанопровода собразованием зазора 5 нм с сопротивлением более 300 ГОм и выходом годных 90%. Показано, чтоисследования полученных структур методами сканирующей электронной микроскопиисопровождаются уменьшением данного сопротивления до значений (106 − 1011 Ом) существенноменьших сопротивления иготавливаемых молекулярных одноэлектронных устройств.Третья глава посвящена описанию разработанной технологии встраивания наночастиц внанометровые зазоры и исследованию электронного транспорта таких структур в диапазонетемператур 77 – 300 K.

В ней дано описание двух разработанных методик встраивания наночастиц взазоры: традиционное высушивание раствора, а также метод электротреппинга, продемонстрированочто первая их них дает выход годных одноэлектронных транзисторов на уровне 3%, в то время каквторая – на уровне 10-20%. Обоснованы три основных механизма, ограничивающих выход годныхтранзисторов. Представлены электрические измерения полученных структур при температуре 77 К.Показано, что их вольт-амперных характеристиках имеет место кулоновская блокада, то есть ониимеют ярко выраженную область подавления тока при низких напряжениях.

Исходя из величины этойблокады дана оценка эффективного размера острова транзистора, и сделан вывод о том, чтонаблюдаемый электронный транспорт обусловлен одиночными наночастицами золота с размером 2-4нм. Продемонстрирована работоспособность изготовленных одноэлектронных транзисторов притемпературах вплоть до 220 К.Четвёртая глава посвящена созданию и изучению одноатомных одноэлектронных транзисторов наоснове одиночных примесных атомов. В ней описана технология изготовления кремниевыхнанопроводов шириной менее 30 нм, содержащих вследствие анизотропного травления выемку вверхнем слое легирования.

Наличие выемки обеспечивает электронный транспорт лишь через нижнийслаболегированный слой кремния при этом верхний слой кремния играет роль подводящих токэлектродов. Предложен и реализован оригинальный метод последовательного уменьшения размеракремниевого мостика с помощью коротких (3 – 5 с) сеансов изотропного реактивно-ионноготравления.

Показано, что в результате последовательного импульсного травления можно изготовитьструктуры с характеристиками, практически идентичными наблюдаемым в одноатомных транзисторах.Высокое значение зарядовой энергии ≈ 10−15 мэВ полученных одноэлектронных транзисторов наоснове одиночных примесных атомов фосфора в кремнии позволило впервые наблюдатькоррелированное туннелирование электронов в одноатомном транзисторе при температуре 77 К.В заключении приведены основные результаты диссертации.По содержанию диссертации имеется несколько замечаний.1. На странице 47 диссертации дается оценка числа проводящих каналов в нанопроводе.

Из фактаувеличения сопротивления структуры с 5 Ом до (1.5÷3) КОм в результате процессаэлектромиграции делается заключение о том, что результирующее оценочное поперечноесечение нанопровода составляет 1÷3 нм2. Как получена данная оценка не вполне ясно. Притаком поперечном сечении и приведенном значении удельного сопротивления золота(3÷5)×2.2×10-8 Ом см, длина канала с сопротивлением (1.5÷3) Ком оказывается неоправданнобольшой. С нашей точки зрения получившаяся структура –это чистое сужение, число каналов вкотором определяется отношением квантового сопротивления к измеренному.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации