Аннотация:В данной работе описано создание высокотемпературных (с рабочей температурой 77 К и выше) одноэлектронных транзисторов и их исследование. В итоге были получены следующие основные результаты:
● методами электронно-лучевой литографии изготовлены системы тонких (14 нм) и узких (60 нм) золотых нанопроводов, служащих основой электродной системы одноэлектронных транзисторов;
● методом электромиграции атомов золота в изготовленных нанопроводах получены нанозазоры удовлетворительной ширины (2-4 нм) с выходом годных 95%;
● методом гравитационного осаждения наночастиц диаметром 2-4 нм в полученный зазор были изготовлены одноэлектронные транзисторы на плоской подложке. Исследование их электрических характеристик при температуре 77 К показало реализацию одноэлектронного режима туннелирования со значением кулоновской блокады около 300 мВ. Измерения, проведенные при комнатной температуре (300 К), показали наличие кулоновской блокады на ВАХ, что свидетельствует о реализации одноэлектронного режима туннелирования при столь высоких температурах;
● разработан метод электронно-лучевой литографии на существенно искривленных поверхностях на основе разработанной технологии термического вакуумного напыления низкомолекулярного (молекулярная масса 1.2 кг/моль) полистирола в качестве резиста;
● разработан метод “сухого” термического вакуумного проявления напыленного резиста. Показано, что такой метод существенно улучшает чистоту поверхности получаемых наноструктур;
● получены золотые и кремниевые структуры с использованием напыляемого резиста с характерными размерами порядка 10 нм;
● разработана методика формирования подводящих нанопроводов на кантилевере и затвора непосредственно на игле кантилевера с радиусом закругления порядка 30 нм;
● разработан метод теневого напыления золота на грани иглы. Полученный в результате зазор между электродами на вершине пирамиды составляет около 3 нм.