Диссертация (1104202), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Поставленные задача были полностью выполнены. Основные результаты работы заключаются в следующем.1. Впервые экспериментально исследована при комнатной температуревременная динамика состояния квантового провода, образующегося врезультате проведения процесса электромиграции в месте наибольшего сужения нанопровода и содержащего в поперечном сечении менее 20атомов золота. Продемонстрирована квантовая природа проводимостив таком проводе.
Определён диапазон характерного времени разрушения провода ∼ 10 − 105 с2. Экспериментально исследованы электрические характеристики нанозазоров менее 5 нм между золотыми электродами. Продемонстрированоих высокое сопротивление ( > 300 ГОм), а значит, их пригодность длясоздания молекулярных устройств. Также впервые продемонстрировано влияние контаминации, образующейся под электронным лучом вовремя сканирующей электронной микроскопии, на проводимость исследуемых наносистем. Сопротивление утечки в них после исследованияв электронном микроскопе падает до величин ∼ 106 − 1011 Ом3. Экспериментально исследован туннельный электронный транспорт через одиночные малые (2 – 4 нм) золотые наночастицы, в широком диапазоне температур (77 – 300 K).
Впервые продемонстрирован одноэлектронный характер проводимости такой системы, обладающей высокойзарядовой энергией (75 – 125 мэВ), в этом диапазоне температур, включая возможность управления током через такой одноэлектронный транзистор с помощью электрического поля при температурах 77 – 220 К.1024. Разработана технология изготовления кремниевых нанопроводов шириной менее 30 нм из неравномерно легированного кремния на изоляторе.Впервые продемонстрировано, что при температуре 4.2 К транспорт через такие нанопровода осуществляется одним из следующих способов:нанопровода с омическим сопротивлением, одноэлектронные транзисторы на основе острова размером более 10 нм, одноэлектронные транзисторы на основе отдельных примесных атомов. Разработан метод последовательного уменьшения поперечного сечения этих нанопроводовдо состояния, когда электронный транспорт в них проходит через 1 – 3примесных атома и имеет коррелированный (одноэлектронный) характер.5.
Высокое значение зарядовой энергии ≈ 10 − 15 мэВ полученных одноэлектронных транзисторов на основе одиночных примесных атомовфосфора в кремнии позволило впервые наблюдать коррелированноетуннелирование электронов в одноатомном транзисторе при температуре 77 К.Результаты данной диссертационной работы могут быть использованы для создания в будущем высокотемпературных одноэлектронных устройств на основеодиночных молекул и атомов.Автор благодарит своего научного руководителя Солдатова Е.
С., “заманившего” его в лабораторию “Криоэлектроника”и предложившего интереснуюи сложную тему для исследований, Шорохова В. В., стараниями которого в лаборатории были открыты исследования в области одноатомной электроники.Также автор благодарит всех, кто помогал при освоении экспериментального итехнологического оборудования, использованного в данной работе, в особенности Преснова Д. Е.,Степанова А. С., Сапкова И. В, Крупенина В. А., Ханина В.
В.Отдельно автор хочет отметить студентов и аспирантов лаборатории, совместная работа с которыми стимулировала желание хорошо разбираться в областинаноэлектроники. Автор выражает большую благодарность своим родителямза непрерывную поддержку, а своему брату за неоднократную помощь в транспортировке ЭВМ, с помощью которой была написана большая часть данной диссертационной работы. Также автор благодарит всех жителей планеты Земля,которые тем или иным способом двигают вперёд научно-технический прогресси образование, оставляя таким образом надежду на светлое будущее человечества, что положительно сказывается на психологическом состоянии автора.103Публикации автора по теме диссертацииВ рецензируемых журналах, индексируемых Scopus и Webof Science1.
Dagesyan S., Stepanov A., Soldatov E. Snigirev O. Properties of ExtremelyNarrow Gaps Between Electrodes of a Molecular Transistor. Journal ofSuperconductivity and Novel Magnetism 28, 787—790 (2015).2. Дагесян С., Солдатов Е., Степанов А. Изготовление предельно малых зазоров в металлических нанопроводах и исследование их характеристик.
Известия Российской академии наук. Серия физическая 78,211—211 (2014).3. Dagesyan S., Shorokhov V., Presnov D. et al., Sequential reduction of thesilicon single-electron transistor structure to atomic scale. Nanotechnology28, 225304 (2017).В рецензируемых трудах конференций4. Dagesyan S., Stepanov A., Soldatov E., Zharik G. High temperature singleelectron transistor based on a gold nanoparticle. Proc.
of SPIE Vol 9440,94400P—1 (2014).Тезисы докладов на международных конференциях5. Дагесян С., Солдатов Е. Степанов А. Изготовление предельно малыхзазоров в металлических нанопроводах и исследование их характеристик. Труды XIV Всероссийской школы-семинара «Физика и применение микроволн», Красновидово, 2013 (2013).6. Дагесян С., Галстян А., Солдатов Е. Снигирев О. Использование метода электротреппинга для создания одноэлектронных транзисторов.Сборник трудов XV Всероссийской школы-семинара «Волновые явления в неоднородных средах» имени А.П. Сухорукова («Волны-2016»)(2016).7.
Presnov D., Shorokhov V., Amitonov S. et al. Arsenic dopant singleatom single-electron transistor. International Conference “Micro- andNanoelectronics – 2014” Book of Abstracts (2014), P2—02.8. Galstyan A., Dagesyan S., Soldatov E. Snigirev O. Dielectrophoresis methodfor single electron transistors creation. International Conference “Micro- andNanoelectronics – 2016” Book of Abstracts, (2016), 171.211049.
Galstyan A., Dagesyan S. Soldatov E. Creating the single-electrontransistors by electromigration and electrotrapping. Proceedings of the26th International Conference "Microwave Telecommunication Technology(CriMiCo’2016) 7 (2016), 1520—1526.10. Dagesyan S., Stepanov A., Soldatov E. Zharik G. High-temperature singleelectron transistor based on a gold nanoparticle. International Conference“Micro- and Nanoelectronics – 2014” Book of Abstracts (2014), P2—01.11. Dagesyan S., Stepanov A., Soldatov E.
Snigirev, O. Properties of extremelynarrow gaps between electrodes of molecular transistor. 4th InternationalConference on Superconductivity and Magnetism 2014 Abstract Book(2014), 908.12. Dagesyan S., Shorokhov V., Presnov D. et al. Single-electron transistorbased on single molecules and atoms. V International Scientific ConferenceSTRANN 2016 Abstracts (2016), 16, 17.13. Dagesyan S., Shorokhov V., Presnov D. et al. Single-electron transistorbased on several dopant atoms в International Conference “Micro- andNanoelectronics – 2016” Book of Abstracts, (2016), 172.105Список цитируемой литературы[1](). Intel Xeon Processor E5-2699 v4 (55M Cache, 2.20 GHz), url: http://ark.intel.com/products/91317/Intel-Xeon-Processor-E5-2699-v4-55M-Cache2_20-GHz (дата обр.
2016).[2]S. M. George, “Atomic layer deposition: An overview”, Chemical reviews,vol. 110, no. 1, p. 111–131, 2009.[3]A. Pirati, R. Peeters, D. Smith и др., “Performance overview and outlookof EUV lithography systems”, в SPIE Advanced Lithography, InternationalSociety for Optics и Photonics, 2015, 94221P—94221P.[4]I. Servin, N. A. Thiam, P. Pimenta-Barros и др., “Ready for multi-beamexposure at 5kV on MAPPER tool: lithographic and process integrationperformances of advanced resists/stack”, в SPIE Advanced Lithography,International Society for Optics и Photonics, 2015, с. 94231C—94231C.[5](2016).
GlobalFoundries Press Release, url: http : / / www . globalfoundries .com/newsroom/press-releases/globalfoundries-extends-roadmap-to-deliverindustry-s-leading-performance-offering-of-7nm-finfet-technology.[6]D. Averin и K. Likharev, “Single electronics: A correlated transfer of singleelectrons and Cooper pairs in systems of small tunnel junctions”, Mesoscopicphenomena in solids, т. 30, с. 173—271, 1991.[7]T. A.
Fulton and G. J. Dolan, “Observation of single-electron chargingeffects in small tunnel junctions”, Physical review letters, vol. 59, no. 1,p. 109, 1987.[8]K. K. Likharev, “Single-electron devices and their applications”, Proceedings of the IEEE, vol. 87, no. 4, p. 606–632, 1999.[9]J. Kauppinen, K. Loberg, A. Manninen, et al., “Coulomb blockade thermometer: Tests and instrumentation”, Review of scientific instruments,vol. 69, no. 12, p. 4166–4175, 1998.[10]J. P. Pekola, O.-P.
Saira, V. F. Maisi, et al., “Single-electron currentsources: Toward a refined definition of the ampere”, Reviews of ModernPhysics, vol. 85, no. 4, p. 1421, 2013.106[11]V. Krupenin, D. Presnov, M. Savvateev, et al., “Noise in al single electrontransistors of stacked design”, Journal of applied physics, vol. 84, no. 6,p. 3212–3215, 1998.[12]Y.
Wei, J. Weis, K. v. Klitzing, and K. Eberl, “Edge strips in the quantumhall regime imaged by a single-electron transistor”, Physical review letters,vol. 81, no. 8, p. 1674, 1998.[13]S. Kubatkin, A. Danilov, M. Hjort и др., “Single-electron transistor of asingle organic molecule with access to several redox states”, Nature, т. 425,№ 6959, с. 698—701, 2003.[14]P. M. Koenraad and M. E. Flatté, “Single dopants in semiconductors”,Nature materials, vol. 10, no. 2, p. 91–100, 2011.[15]D. Goldhaber-Gordon, H.
Shtrikman, D. Mahalu, et al., “Kondo effect ina single-electron transistor”, Nature, vol. 391, no. 6663, p. 156–159, 1998.[16]E. Soldatov, V. Khanin, A. Trifonov, et al., “Single-electron transistorbased on a single cluster molecule at room temperature”, Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, vol. 64, no. 7, p.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
