RU2628220C1 - Способ формирования массива нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si - Google Patents
Способ формирования массива нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si Download PDFInfo
- Publication number
- RU2628220C1 RU2628220C1 RU2016133226A RU2016133226A RU2628220C1 RU 2628220 C1 RU2628220 C1 RU 2628220C1 RU 2016133226 A RU2016133226 A RU 2016133226A RU 2016133226 A RU2016133226 A RU 2016133226A RU 2628220 C1 RU2628220 C1 RU 2628220C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanowires
- stepped surface
- substrate
- array
- metal
- Prior art date
Links
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 15
- 229910018023 Cu2Si Inorganic materials 0.000 title 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 10
- JUZTWRXHHZRLED-UHFFFAOYSA-N [Si].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu] Chemical compound [Si].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu] JUZTWRXHHZRLED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021360 copper silicide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 39
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 22
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 20
- 238000002128 reflection high energy electron diffraction Methods 0.000 description 5
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 4
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Использование: для создания массива упорядоченных ферромагнитных нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si с буферным слоем меди. Сущность изобретения заключается в том, что в условиях сверхвысокого вакуума на предварительно сформированной ступенчатой поверхности силицида меди формируют ровные монокристаллические нанопроволоки заданной ширины осаждением металла под малыми углами наклона в интервале 10°÷30° к плоскости подложки при толщине покрытия металла, равной 20 нм. Технический результат: обеспечение возможности создания массива упорядоченных металлических нанопроволок с заданной геометрией и блочной монокристаллической структурой. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области нанотехнологий, а именно к способу создания массива упорядоченных металлических нанопроволок на ступенчатой поверхности силицида меди (Cu2Si).
Уникальные электрические и механические свойства нанопроволок создают предпосылки для их использования в электронных и электромеханических приборах, а также в качестве элементов новых композитных материалов и биосенсоров [1]. Магнитные нанопроволоки находят широкое применение при создании устройств спинтроники; практический интерес к магнитным нанопроволокам обусловлен проявлением в таких структурах спиновых эффектов [2].
В настоящее время существуют несколько способов роста металлических нанопроволок с помощью специально созданных технологических условий. В лабораториях нанопроволоки чаще всего получают методом эпитаксии, когда кристаллизация вещества происходит только в одном направлении.
Известен способ формирования проводящих нанопроволок меди на поверхности полупроводниковых подложек [3, 4]. Для этого медь осаждают на поверхность кремния Si(111) с формированием буферного слоя силицида меди (Cu2Si) моноатомной толщины при температуре 500°C в условиях сверхвысокого вакуума, после чего при температуре 20°C на атомных ступенях поверхности буферного слоя осаждают не менее 10 слоев меди, которые формируют нанопроволоки эпитаксиальной меди, ориентированные вдоль атомных ступеней подложки.
Недостатком данного метода является то, что получаемые проволоки состоят из наноостровков меди, которые срастаются между собой и содержат большое число дефектов. Нанопроволоки имеют неровные границы, их высота составляет 1-2 нм; это может привести к высоким значениям плотности тока и локальному нагреву в дефектных областях проволок и их последующему разрыву.
Известен способ получения нанопроволок металлов на твердых подложках на основе использования литографической полимерной маски. Окна для осаждения металла получают с помощью атомно-силового микроскопа методом индентирования [5]. По данной методике после формирования на поверхности образца полимерной пленки с окнами нужного размера и формы (литографической маски) на образец напыляется слой металла, толщина которого меньше толщины пленки, после чего маска химически растворяется. При этом на поверхности подложки остается только металл, осажденный через отверстия в маске. Данным методом были приготовлены проволоки Ni на поверхности SiO2 с минимальной шириной 60 нм, толщиной от 6 до 20 нм и длиной до 20 мкм.
Недостаток метода состоит в том, что отсутствует возможность вырастить монокристаллические нанопроволоки металлов с низким содержанием дефектов по сравнению с поликристаллическими наноматериалами.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ изготовления массива кобальтовых нанопроволок, выбранный за прототип по существенным признакам и достигаемому результату [6, 7]. Сущность работ состоит в получении массива кобальтовых нанопроволок на оксидированной вицинальной поверхности Si(111), изучении их структуры и магнитных свойств. Массивы кобальтовых нанопроволок шириной (25, 70) нм и толщиной (3 и 1,2) нм изготавливают осаждая кобальт под углом наклона (3°, 2,5°) к плоскости подложки на ступенчатую поверхность оксидированного Si(111) при комнатной температуре. Период и ширина террас ступеней на поверхности Si(111) составляет 110 нм и 85 нм соответственно. Перед осаждением кобальта ступенчатую поверхность Si(111) оксидируют в атмосфере кислорода при температуре 830°C в течение 15 ч. Толщина окисла составляет 110 нм. Показана сильная зависимость толщины нанопроволок от угла наклона осаждаемого материала в пределах 0,5°, что лежит в пределах ошибки измерения. Структура сформированных нанопроволок кобальта является поликристаллической.
Недостатком данного способа является то, что вследствие поликристаллической структуры получаемые кобальтовые нанопроволоки содержат большое количество структурных дефектов (например, межзеренных границ) в отличие от монокристаллических проволок.
Задачей, поставленной и решаемой заявляемым способом, является создание массива упорядоченных металлических нанопроволок с заданной геометрией и блочной монокристаллической структурой на ступенчатой поверхности силицида меди Cu2Si.
Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого изобретения, - возможность контролируемого формирования на ступенчатой поверхности Cu2Si упорядоченных массивов металлических нанопроволок толщиной 12±2 нм с блочной монокристаллической структурой.
Поставленная задача решается способом формирования массива упорядоченных металлических нанопроволок, включающим осаждение в условиях сверхвысокого вакуума металла (Me) (кобальта, никеля, пермаллоя, меди, золота, железа) под малыми углами наклона 10°÷30° к плоскости подложки на ступенчатую поверхность подложки Cu2Si, при скорости осаждения Me 0,3±0,05 нм/мин и толщине покрытия 20±0,05 нм. Толщина покрытия - толщина осажденного материала, который регистрирует кварцевый измеритель толщин.
При этом, если осаждать Me под углом наклона 10° к плоскости ступенчатой поверхности подложки, формируют упорядоченный массив блочных монокристаллических нанопроволок шириной 35±2 нм.
При осаждении Me под углом наклона 20° к плоскости ступенчатой поверхности подложки формируют упорядоченный массив блочных монокристаллических нанопроволок шириной 45±2 нм.
При осаждении Me под углом наклона 30° к плоскости ступенчатой поверхности подложки формируют упорядоченный массив блочных монокристаллических нанопроволок шириной 65±2 нм.
Отличительный признак заявляемого способа формирования массива металлических нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si:
- формируют массив упорядоченных нанопроволок, осаждая Me под малым углом наклона в интервале (10°÷30°) к плоскости предварительно подготовленной ступенчатой поверхности подложки Cu2Si.
Предлагаемый способ поясняется схемой и изображениями, приведенными на фиг. 1-3:
- на фиг. 1 приведена схема, на которой показана геометрия расположения подложки относительно источника осаждения в заявляемом способе формирования массива металлических нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si: (а) - ступенчатая поверхность Cu2Si; (б) - осаждение Me на ступенчатую поверхность Cu2Si под выбранным углом наклона;
- на фиг. 2 приведены результаты исследования поверхности подложки с металлическими нанопроволоками, сформированными при осаждении кобальта под углом наклона 10° к плоскости ступенчатой поверхности Cu2Si: (а) - изображение, полученное методом дифракции быстрых электронов (ДБЭ); (б) - изображение, полученное методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ);
- на фиг. 3 приведены результаты исследования поверхности подложки с металлическими нанопроволоками, сформированными при осаждении кобальта под углом наклона 20° к плоскости ступенчатой поверхности Cu2Si: (а) - изображение, полученное методом дифракции быстрых электронов (ДБЭ); (б) - изображение, полученное методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ).
Заявляемый способ формирования массива упорядоченных металлических нанопроволок на поверхности подложки Si(111), покрытой слоем силицида меди, реализуют в два этапа. Схематично они показаны на фиг. 1(a) - получение ступенчатой поверхности Cu2Si; (б) - формирование массива упорядоченных металлических нанопроволок методом осаждения под разными углами к плоскости ступенчатой поверхности Cu2Si.
На первом этапе подготавливают ступенчатую структуру поверхности Cu2Si. Формирование идеально ровных ступеней высотой 12±2 нм и шириной 150±50 нм осуществляют по методике, разработанной и описанной авторами заявляемого изобретения - патент на изобретение «Способ формирования упорядоченных структур на поверхности полупроводниковых подложек» №2593633 (заявка №2015118114 от 14.05.2015).
На втором этапе под малым углом наклона (10°÷30°) к плоскости подложки на ступенчатую поверхность Cu2Si осаждают Me.
При этом, если осаждать Me под углом наклона 10° к плоскости ступенчатой поверхности подложки, формируют упруго напряженный упорядоченный массив металлических нанопроволок шириной 35±2 нм с блочной монокристаллической структурой (фиг. 2, осаждаемый Me-Co) при толщине покрытия Co - 20 нм. Экспериментальным путем установлено, что осаждение Me под малыми углами наклона (10°÷30°) на ступенчатую поверхность подложки Cu2Si приводит к формированию монокристаллических нанопроволок.
При этом период расположения металлических нанопроволок повторяет ступенчатую структуру поверхности Cu2Si. Нанопроволоки образованы из сросшихся между собой плоских островков Me.
Пример 1 демонстрирует, что рост эпитаксиальных нанопроволок Co происходит вдоль направления ступеней и преимущественно совпадает с кристаллографическим направлением подложки Si(111) типа <110>.
Осаждение Me под углом наклона 20° к плоскости ступенчатой поверхности подложки приводит к формированию упруго напряженного упорядоченного массива монокристаллических нанопроволок шириной 45±2 нм с блочной структурой. Период расположения нанопроволок повторяет ступенчатую структуру поверхности Cu2Si. Рост эпитаксиальных нанопроволок наблюдается строго вдоль края ступеней Cu2Si и совпадает с кристаллографическим направлением подложки Si(111) типа <110>, что подтверждается экспериментальным путем в случае осаждения кобальта с толщиной покрытия 20 нм /пример 2, фиг. 3/.
Если осаждать Me под углом наклона 30° к плоскости ступенчатой поверхности подложки, то формируется упруго напряженный упорядоченный массив монокристаллических нанопроволок шириной 65±2 нм с блочной кристаллической структурой.
Осаждение Me под углами наклона в интервале (10°÷30°) на ступенчатую поверхность Cu2Si приводит к формированию ровных упорядоченных монокристаллических нанопроволок.
Осаждение Me под углами наклона меньше 10° на ступенчатую поверхность Cu2Si приводит к формированию извилистых, шероховатых и структурно не сплошных монокристаллических нанопроволок.
При осаждении Me под углами наклона больше 30° на ступенчатую поверхность Cu2Si происходит формирование не упорядоченных и местами сросшихся между собой монокристаллических нанопроволок.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого способа с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом отличительные признаки заявляемого способа формирования массива нанопроволок на ступенчатой поверхности кремния Si(111), покрытой слоем силицида меди, в совокупности с известными существенными признаками, обеспечивают заявляемому техническому решению новое техническое свойство, заключающееся в возможности, изменяя угол осаждения металла к плоскости поверхности ступенчатой подложки, формировать посредством самоорганизации структуры в виде ровных упорядоченных монокристаллических нанопроволок, имеющих заданные размеры, зависящие от технологических параметров. Упорядоченный массив металлических нанопроволок, получаемых заявляемым способом, имеет высоту, равную 12±2 нм, и протяженность 3 мм, что соответствует высоте ступеней и ширине поверхности подложки. Массив упорядоченных блочных монокристаллических нанопроволок Co имеет гексагональную плотноупакованную решетку с гладкими краями, что является существенным преимуществом по сравнению с известными образцами в случае их последующего практического применения.
На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявляемого изобретения имеет причинно-следственную связь с достигаемым техническим результатом.
Опытным путем установлено, что заявляемый способ формирования массива упорядоченных металлических нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si позволяет управлять шириной нанопроволок, ориентированных вдоль направления типа <110> Si. В процессе осаждения Me качество покрытий контролируют методом дифракции быстрых электронов (ДБЭ). Морфологию и геометрические параметры нанопроволок (ширину, высоту и протяженность) определяют с помощью методов сканирующей электронной микроскопии и атомной силовой микроскопии.
Возможность осуществления предлагаемого изобретения подтверждается ниже приведенными примерами.
Пример 1. Формирование массива монокристаллических нанопроволок с блочной кристаллической структурой при осаждении Co под углом наклона 10° к плоскости ступенчатой поверхности подложки
На первом этапе формируют ступенчатую структуру поверхности Cu2Si. Формирование идеально ровных ступеней высотой 12±2 нм и шириной 150±50 нм осуществляют по методике, описанной в патенте на изобретение №2593633 (заявка №2015118114 от 14.05.2015).
На втором этапе осаждают кобальт из эффузионной ячейки со скорость осаждения Co 0,3 нм/мин методом молекулярно-лучевой эпитаксии в условиях сверхвысокого вакуума (5×10-10 Торр) /фиг. 1(б)/. Толщину покрытий контролируют кварцевым измерителем толщин фирмы «Омикрон»; калибровку кварцевого датчика осуществляют посредством методов ДБЭ и СТМ. Структуру сформированных слоев кобальта исследуют в вакууме методом ДБЭ с энергией электронного пучка 15 кэВ и СТМ (напряжение ±2,0 В, туннельный ток 1 нА) производства фирмы «Омикрон». Морфологию поверхности исследуют на воздухе методами сканирующей электронной микроскопии и атомной силовой микроскопии.
В результате осаждения Co под углом наклона 10° к плоскости ступенчатой поверхности подложки формируют упорядоченный массив нанопроволок шириной 35±2 нм, высотой 12±2 нм при толщине покрытия Co - 20 нм. На фиг. 2,а показано изображение, полученное методом дифракции быстрых электронов от кобальтовых нанопроволок. После осаждения кобальта на картинах дифракции наблюдаются размытые рефлексы на просвет от нанопроволок кобальта. Картина дифракции с рефлексами в виде пятен получается от отдельных монокристаллических блоков с малым углом разориентации в плоскости подложки. Теоретический расчет упругих напряжений по картинам дифракции от кобальтовых нанопроволок показывает, что деформация монокристаллических нанопроволок составляет 2%. Это доказывает, что монокристаллический массив нанопроволок Co имеет блочную кристаллическую структуру с упругими напряжениями. Повторяемость дифракционной картины наблюдается через 180 градусов. Расшифровка дифракционной картины от Co нанопроволок показывает, что Co имеет гексагональную плотноупакованную (ГПУ) решетку и ориентируется плоскостью (-12-10): 
Таким образом, кристаллографическая ось [0001] в ГПУ решетке Co ориентирована вдоль длинной стороны нанопроволок. Нанопроволоки лежат на поверхности террасы слоя Cu2Si боковой гранью.
На фиг. 2,б показано изображение СЭМ поверхности, содержащей эпитаксиальные нанопроволоки Co. Период расположения нанопроволок повторяет ступенчатую структуру поверхности подложки Cu2Si. Нанопроволоки образованы из сросшихся между собой плоских островков кобальта. Рост эпитаксиальных нанопроволок Co наблюдается вдоль направления ступеней и преимущественно совпадает с кристаллографическим направлением подложки Si(111) типа <110>.
Пример 2. Формирование упорядоченного массива нанопроволок при осаждении Co под углом наклона 20° к плоскости ступенчатой поверхности подложки
Пример 2 проводят по примеру 1, но кобальт осаждают под углом наклона 20° к плоскости ступенчатой поверхности подложки. В результате формируют упорядоченный массив напряженных блочных монокристаллических нанопроволок шириной 45±2 нм и высотой 12±2 нм. Толщина покрытия Co составляет 20 нм. Структура кобальтовых нанопроволок такая же, как описано в примере 1.
На фиг. 3(б) показано изображение СЭМ поверхности, содержащей монокристаллические нанопроволоки Co. Период расположения нанопроволок повторяет ступенчатую структуру поверхности подложки Cu2Si. Рост эпитаксиальных нанопроволок Со наблюдается строго вдоль края ступеней Cu2Si и совпадает с кристаллографическим направлением подложки Si(111) типа <110>.
Таким образом, экспериментальным путем доказана возможность формирования массива упорядоченных блочных монокристаллических металлических нанопроволок (Me - кобальт, никель, пермаллой, медь, золото, железо) на ступенчатой поверхности Cu2Si в результате осаждения Me под малыми углами наклона (10°÷30°) к плоскости ступенчатой подложки силицида меди.
Разработанный способ формирования массива металлических нанопроволок является перспективным для создания наноструктур на ступенчатой поверхности Cu2Si требуемых размеров, что позволит изготавливать твердотельные электронные приборы и их компоненты, например шины данных для передачи электрического сигнала в наноэлектронике или спин поляризованных фильтров в устройствах спинтроники.
Литература
1. К. Богданов. Нанотехнологий: когда размер имеет значение // Ж. Квант. 3 (2008), 6-12.
2. В.М. Анищик, В.Е. Борисенко, С.А. Жданок, Н.К. Толочко, В.М. Федосюк. Наноматериалы и Нанотехнологии // Мн.: БГУ (2008), 375 с.
3. A.V. Zotov, D.V. Gruznev, О.A. Utas, V.G. Kotlyar, A.A. Saranin. Multi-mode growth in Cu/Si(111) system: Magic nanoclustering, layer-by-layer epitaxy and nanowire formation // Surface Science 602 (2008), 391-398.
4. Патент Российской Федерации №2359356, опубл. 20.06.2009 г.
5. Д.А. Бизяев, А.А. Бухараев, Д.В. Лебедев, Н.И. Нургазизов, Т.Ф. Ханипов. Наночастицы и нанопроволоки никеля, полученные с помощью сканирующей зондовой литографии методом точечного индентирования // Письма в ЖТФ, 38, 14 (2012), 8-15.
6. S.K. Arora, В.J. O'Dowd, С. Nistor, Т. Balashov, В. Ballesteros, A. Lodi Rizzini, J.J. Kavich, S.S. Dhesi, P. Gambardella and I.V. Shvets. Structural and magnetic properties of planar nanowire arrays of Co grown on oxidized vicinal silicon (111) templates // J. Appl. Phys. 111 (2012) 07E342-1-07E342-3.
7. S.K. Arora, B.J. O'Dowd, B. Ballesteros, P. Gambardella and I.V. Shvets. Magnetic properties of planar nanowire arrays of Co fabricated on oxidized step-bunched silicon templates // Nanotechnology 23 (2012) 235702-1-235702-7.
Claims (5)
1. Способ формирования массива нанопроволок на ступенчатой поверхности подложки Cu2Si, отличающийся тем, что в условиях сверхвысокого вакуума на предварительно сформированной ступенчатой поверхности силицида меди формируют ровные монокристаллические нанопроволоки заданной ширины осаждением металла под малыми углами наклона в интервале 10°÷30° к плоскости подложки при толщине покрытия металла, равной 20 нм.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при осаждении металла под углом наклона к плоскости подложки 10° формируют нанопроволоки шириной 35±2 нм, под углом наклона 20° - шириной 45±2 нм, а при угле наклона 30° формируют нанопроволоки шириной 65±2 нм.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве металла используют кобальт, никель, пермаллой, медь, золото, железо.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируют упорядоченные массивы монокристаллических нанопроволок с толщиной 12±2 нм с блочной кристаллической структурой и с малым количеством дефектов.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируют массив монокристаллических нанопроволок, ориентированных вдоль боковых граней ступеней подложки с кристаллографическим направлением типа <110>Si.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016133226A RU2628220C1 (ru) | 2016-08-11 | 2016-08-11 | Способ формирования массива нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016133226A RU2628220C1 (ru) | 2016-08-11 | 2016-08-11 | Способ формирования массива нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2628220C1 true RU2628220C1 (ru) | 2017-08-15 |
Family
ID=59641768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016133226A RU2628220C1 (ru) | 2016-08-11 | 2016-08-11 | Способ формирования массива нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2628220C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770919C1 (ru) * | 2021-06-07 | 2022-04-25 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" | Способ получения слоевых нанопроволок из ферромагнитных металлов с программируемой структурой и устройство для его осуществления |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004263318A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | National Institute For Materials Science | 銅ナノロッド若しくはナノワイヤーの製造方法 |
| US20060291105A1 (en) * | 2005-06-28 | 2006-12-28 | Chang Y A | Fabrication of magnetic tunnel junctions with epitaxial and textured ferromagnetic layers |
| RU2359356C1 (ru) * | 2007-11-26 | 2009-06-20 | Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН | Способ создания проводящих нанопроволок на поверхности полупроводниковых подложек |
-
2016
- 2016-08-11 RU RU2016133226A patent/RU2628220C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004263318A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | National Institute For Materials Science | 銅ナノロッド若しくはナノワイヤーの製造方法 |
| US20060291105A1 (en) * | 2005-06-28 | 2006-12-28 | Chang Y A | Fabrication of magnetic tunnel junctions with epitaxial and textured ferromagnetic layers |
| RU2359356C1 (ru) * | 2007-11-26 | 2009-06-20 | Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН | Способ создания проводящих нанопроволок на поверхности полупроводниковых подложек |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ермаков К.С., Микалюк Е.А., Трегубов Г.А., Козлов А.Г., Огнев А.В. Cамоорганизованный рост кластеров и нанопроволок Cu на Si (111). Материалы Международного научного форума студентов, аспирантов и молодых ученых стран Азиатско-Тихоокеанского региона-2012, Владивосток, 14-17 мая 2012. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770919C1 (ru) * | 2021-06-07 | 2022-04-25 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" | Способ получения слоевых нанопроволок из ферромагнитных металлов с программируемой структурой и устройство для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | Designing nanostructures by glancing angle deposition | |
| Lei et al. | Highly ordered nanostructures with tunable size, shape and properties: A new way to surface nano-patterning using ultra-thin alumina masks | |
| KR20180118710A (ko) | 나노입자 제조 | |
| US20080107876A1 (en) | Zinc Oxide Microstructures and a Method of Preparing the Same | |
| KR101614322B1 (ko) | 층수가 제어된 그래핀의 제조방법 및 그를 이용한 전자소자의 제조방법 | |
| KR102088094B1 (ko) | 나노스케일 금속 나노선 및 제조방법 | |
| CN103377876B (zh) | 外延结构体的制备方法 | |
| Geng et al. | Comparison of ZnO nanowires grown on e-beam evaporated Ag and ZnO seed layers | |
| Rahm et al. | Pulsed-laser deposition and characterization of ZnO nanowires with regular lateral arrangement | |
| US20130216780A1 (en) | Vicinal surfaces of polycrystalline structures | |
| RU2628220C1 (ru) | Способ формирования массива нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si | |
| Zhigalina et al. | Structure of Cu/Ni nanowires obtained by matrix synthesis | |
| Sakamoto et al. | Ordered hexagonal array of Au nanodots on Si substrate based on colloidal crystal templating | |
| Fujiwara et al. | Nanowall-Shaped MgO Substrate with Flat (100) Sidesurface: A New Route to Three-Dimensional Functional Oxide Nanostructured Electronics | |
| US20040131537A1 (en) | Functional bimorph composite nanotapes and methods of fabrication | |
| Liakakos et al. | Oriented metallic nano-objects on crystalline surfaces by solution epitaxial growth | |
| JP6724265B1 (ja) | ナノワイヤ付きフィルム及びナノワイヤの製造方法 | |
| US9761669B1 (en) | Seed-mediated growth of patterned graphene nanoribbon arrays | |
| Hujdic et al. | High-density gold nanowire arrays by lithographically patterned nanowire electrodeposition | |
| JP5318866B2 (ja) | 貴金属単結晶ナノワイヤ及びその製造方法 | |
| RU2522844C1 (ru) | Способ формирования эпитаксиальных наноструктур меди на поверхности полупроводниковых подложек | |
| JP2009536688A (ja) | 基板上に多数のナノシリンダーを有する部材の製造方法および該部材の使用 | |
| RU2593633C1 (ru) | Способ формирования упорядоченных структур на поверхности полупроводниковых подложек | |
| KR101256757B1 (ko) | 다중 씨드층을 이용한 산화아연 나노구조체 제조방법 | |
| RU2624836C1 (ru) | Способ формирования массива ферромагнитных нанопроволок на ступенчатой поверхности полупроводниковых подложек с буферным слоем меди |