Принц-технология

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Принц-технология — метод формирования трёхмерных микро- и наноструктур, основанный на отделении напряжённых полупроводниковых плёнок от подложки и последующего сворачивания их в пространственный объект. Технология названа в честь учёного работающего в Институте физики полупроводников СО РАН Виктора Яковлевича Принца, предложившего этот метод в 1995 году[1][2].





Основы

В простейшем исполнении для демонстрации возможности формирования трёхмерных структур использовались выращенные на подложке арсенида галлия (GaAs) (с жертвенным слоем AlAs) напряжённые двухслойные плёнки (GaAs/InGaAs, где GaAs внешний слой), выращенные при помощи метода молекулярно-пучковой эпитаксии. Тонкая плёнка (несколько монослоёв) напряжена поскольку постоянная решётки ненапряжённого слоя тройного соединения InGaAs больше, чем у GaAs (поэтому при росте получается сжатый слой InGaAs) и при отделении от подложки она стремится распрямиться, что создаёт закручивающий момент и приводит в итоге к сворачиванию плёнки. Для отделения биплёнки, используется селективный (то есть для которого скорости травления различных веществ сильно различаются) жидкостный травитель (водный раствор HF), который удаляет жертвенный слой AlAs, не затрагивая другие соединения[3]. При сворачивании получается рулон (или трубка), который может состоять из многих десятков витков. При использовании монослоёв веществ типа GaAs/InAs (рассогласование постоянных решёток достигает 7 %) можно получить полупроводниковые нанотрубки диаметром до 2 нм[3], которые, в отличие от углеродных нанотрубок, могут быть сформированы в определённых местах на подложке и с заданными диаметрами с помощью литографии. Эти свободные двухслойные плёнки состоящие из двух атомных слоёв различных материалов обладают совершенной атомарной структурой, изначально присущей плоской плёнке на поверхности подложки.

Применения

Метод довольно гибкий и может применяться ко многим системам. Например, Si/SiGe плёнки на подложке Si тоже могут выступать в качестве напряжённой системы. Здесь используется другой травитель: водный раствор NH4OH, который травит кремний (также используется стоп-слой между жертвенным слоем кремния и подложкой, который плохо травит кремний сильнолегированный бором)[4]. Si/SiGe плёнки оказались удобными для изготовления массивов трубок (игл) с выступающими за край подложки краями[5]. Используя плёнки на основе AlGaAs/GaAs/AlGaAs/InGaAs можно сформировать квантовую яму для электронов и получить двумерный электронный газ (ДЭГ) в слое GaAs, при сворачивании гетероструктуры в трубку. Здесь нужно модифицировать технологию и использовать направленное сворачивание напряжённых гетероструктур[6].

Исследования

Если поместить ДЭГ во внешнее однородное магнитное поле, то так как движение электронов поперёк плёнки ограничены соседними слоями (AlGaAs) с большей чем у GaAs шириной запрещённой зоны, то электроны движутся только под действием нормальной составляющей магнитного поля к поверхности плёнки. Таким образом возникает эффективное неоднородное магнитное поле, которое может привести к анизотропии магнетосопротивления (сопротивление зависит от направления магнитного поля)[7], связанной с так называемым статическим скин-эффектом, возникающим благодаря неоднородности магнитного поля[8].

Напишите отзыв о статье "Принц-технология"

Примечания

  1. [perst.isssph.kiae.ru/Inform/perst/2006/6_15_16/PersT6_15_16.pdf Перст Том 13, вып. 15/16 (2006)]
  2. Prinz V. Ya. et. al. Nanoscale engineering using controllable formation of ultra-thin cracks in heterostructures Microelectronic Engineering 30, 439 (1996) DOI:10.1016/0167-9317(95)00282-0
  3. 1 2 Prinz V. Ya. et al., Free-standing and overgrown InGaAs/GaAs nanotubes, nanohelices and their arrays Physica E 6, 828 (2000) DOI:10.1016/S1386-9477(99)00249-0.
  4. Zhang L. et al., Free-standing Si/SiGe micro- and nano-objects Physica E 23, 280 (2004) DOI:10.1016/j.physe.2003.12.131.
  5. Golod S.V. et. al., Directional-rolling method for strained SiGe/Si films and its application to fabrication of hollow needles Thin Solid Films 489, 169 (2005) DOI:10.1016/j.tsf.2005.05.013.
  6. Vorob’ev A. B. et al., Directional rolling of strained heterofilms Semicond. Sci. Technol. 17 614 (2002) DOI:10.1088/0268-1242/17/6/319.
  7. Vorob’ev A. B. et. al. Giant asymmetry of the longitudinal magnetoresistance in high-mobility two-dimensional electron gas on a cylindrical surface Phys. Rev. B 75, 205309 (2007) DOI:10.1103/PhysRevB.75.205309 [arxiv.org/ftp/cond-mat/papers/0703/0703623.pdf Препринт]
  8. Chaplik A. JETP Lett. 72, 503 (2000).

Литература

  • Драгунов В. П., Неизвестный И. Г., Гридчин В. А. Основы наноэлектроники. — 2-е изд. — Логос, 2006. — С. 494. — ISBN 5-09-5-98704-054-X.

Ссылки

  • Галина Казарина [web.archive.org/web/20070929165512/www.expert.ru/printissues/siberia/2007/22/interview_princ/ Атом насущный] «Эксперт Сибирь» № 22 (164). Проверено 9 июля 2007.
  • Ю. Александрова [www-sbras.nsc.ru/HBC/article.phtml?nid=398&id=7 Мы живём в такое время, когда научные фантазии превращаются в реальность…] «Наука в Сибири» № 47 (2582). Проверено 9 июля 2007.


Отрывок, характеризующий Принц-технология

– Благодарю вашу светлость, – отвечал князь Андрей, – но я боюсь, что не гожусь больше для штабов, – сказал он с улыбкой, которую Кутузов заметил. Кутузов вопросительно посмотрел на него. – А главное, – прибавил князь Андрей, – я привык к полку, полюбил офицеров, и люди меня, кажется, полюбили. Мне бы жалко было оставить полк. Ежели я отказываюсь от чести быть при вас, то поверьте…
Умное, доброе и вместе с тем тонко насмешливое выражение светилось на пухлом лице Кутузова. Он перебил Болконского:
– Жалею, ты бы мне нужен был; но ты прав, ты прав. Нам не сюда люди нужны. Советчиков всегда много, а людей нет. Не такие бы полки были, если бы все советчики служили там в полках, как ты. Я тебя с Аустерлица помню… Помню, помню, с знаменем помню, – сказал Кутузов, и радостная краска бросилась в лицо князя Андрея при этом воспоминании. Кутузов притянул его за руку, подставляя ему щеку, и опять князь Андрей на глазах старика увидал слезы. Хотя князь Андрей и знал, что Кутузов был слаб на слезы и что он теперь особенно ласкает его и жалеет вследствие желания выказать сочувствие к его потере, но князю Андрею и радостно и лестно было это воспоминание об Аустерлице.
– Иди с богом своей дорогой. Я знаю, твоя дорога – это дорога чести. – Он помолчал. – Я жалел о тебе в Букареште: мне послать надо было. – И, переменив разговор, Кутузов начал говорить о турецкой войне и заключенном мире. – Да, немало упрекали меня, – сказал Кутузов, – и за войну и за мир… а все пришло вовремя. Tout vient a point a celui qui sait attendre. [Все приходит вовремя для того, кто умеет ждать.] A и там советчиков не меньше было, чем здесь… – продолжал он, возвращаясь к советчикам, которые, видимо, занимали его. – Ох, советчики, советчики! – сказал он. Если бы всех слушать, мы бы там, в Турции, и мира не заключили, да и войны бы не кончили. Всё поскорее, а скорое на долгое выходит. Если бы Каменский не умер, он бы пропал. Он с тридцатью тысячами штурмовал крепости. Взять крепость не трудно, трудно кампанию выиграть. А для этого не нужно штурмовать и атаковать, а нужно терпение и время. Каменский на Рущук солдат послал, а я их одних (терпение и время) посылал и взял больше крепостей, чем Каменский, и лошадиное мясо турок есть заставил. – Он покачал головой. – И французы тоже будут! Верь моему слову, – воодушевляясь, проговорил Кутузов, ударяя себя в грудь, – будут у меня лошадиное мясо есть! – И опять глаза его залоснились слезами.
– Однако до лжно же будет принять сражение? – сказал князь Андрей.
– До лжно будет, если все этого захотят, нечего делать… А ведь, голубчик: нет сильнее тех двух воинов, терпение и время; те всё сделают, да советчики n'entendent pas de cette oreille, voila le mal. [этим ухом не слышат, – вот что плохо.] Одни хотят, другие не хотят. Что ж делать? – спросил он, видимо, ожидая ответа. – Да, что ты велишь делать? – повторил он, и глаза его блестели глубоким, умным выражением. – Я тебе скажу, что делать, – проговорил он, так как князь Андрей все таки не отвечал. – Я тебе скажу, что делать и что я делаю. Dans le doute, mon cher, – он помолчал, – abstiens toi, [В сомнении, мой милый, воздерживайся.] – выговорил он с расстановкой.
– Ну, прощай, дружок; помни, что я всей душой несу с тобой твою потерю и что я тебе не светлейший, не князь и не главнокомандующий, а я тебе отец. Ежели что нужно, прямо ко мне. Прощай, голубчик. – Он опять обнял и поцеловал его. И еще князь Андрей не успел выйти в дверь, как Кутузов успокоительно вздохнул и взялся опять за неконченный роман мадам Жанлис «Les chevaliers du Cygne».
Как и отчего это случилось, князь Андрей не мог бы никак объяснить; но после этого свидания с Кутузовым он вернулся к своему полку успокоенный насчет общего хода дела и насчет того, кому оно вверено было. Чем больше он видел отсутствие всего личного в этом старике, в котором оставались как будто одни привычки страстей и вместо ума (группирующего события и делающего выводы) одна способность спокойного созерцания хода событий, тем более он был спокоен за то, что все будет так, как должно быть. «У него не будет ничего своего. Он ничего не придумает, ничего не предпримет, – думал князь Андрей, – но он все выслушает, все запомнит, все поставит на свое место, ничему полезному не помешает и ничего вредного не позволит. Он понимает, что есть что то сильнее и значительнее его воли, – это неизбежный ход событий, и он умеет видеть их, умеет понимать их значение и, ввиду этого значения, умеет отрекаться от участия в этих событиях, от своей личной волн, направленной на другое. А главное, – думал князь Андрей, – почему веришь ему, – это то, что он русский, несмотря на роман Жанлис и французские поговорки; это то, что голос его задрожал, когда он сказал: „До чего довели!“, и что он захлипал, говоря о том, что он „заставит их есть лошадиное мясо“. На этом же чувстве, которое более или менее смутно испытывали все, и основано было то единомыслие и общее одобрение, которое сопутствовало народному, противному придворным соображениям, избранию Кутузова в главнокомандующие.