感技术15-02.ppt

* 浅沟槽隔离：（1）用光刻技术控制浅沟槽的深度；（2）低的电容；不足：泄露电流 栅堆垛结构 （1）金属栅 （2）双功函数 栅介质——非常薄，增加了SCE和Ids；不足：直接隧穿 改善方法：（1）选择高K介质；（2）二次氧化 非均匀沟道掺杂 （1）晕环离子注入； （2）减小结电容； （3）提高SCE； 不足：高的掺杂会减小载流子的迁移率 源漏结（1）用LDD结构减小SCE；（2）抬高源和漏结构；（3）突变结； Short-channel effects Lightly-doped drain * 共振隧穿器件： 利用量子共振隧穿效应而构成的一种新型高速器件，包括两端的共振隧穿二极管（RTD）和三端的共振隧穿三极管（RTT）。 共振隧穿器件应用于电子技术最主要的优点之一是器件的速度非常快。 在多态存贮、A/D转换、多值逻辑、分频、倍频等方面具有广泛的应用前景。 * 单电子存储器 依据库仑阻塞原理来设计和制备； 单电子晶体管是单电子存储器的最主要的组成部分； 单电子晶体管由源极、漏极与源漏极弱耦合的量子点（库仑岛）和用来控制量子点中电子数目的栅极组成。 * 4、在光电领域的应用 纳米技术的发展，使微电子和光电子的结合更加紧密，在光电信息传输、存贮、处理、运算和显示等方面，使光电器件的性能大大提高。—— 纳米光电子学 纳米激光器 纳米级红外光电探测器 * 5、在化工领域的应用 在催化方面：大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使不能进行的反应也能进行； 在涂料方面：在传统涂料中添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，使得传统涂层功能改性，实现功能的飞跃； 在医药方面：纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便；同时可在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系，获取生命信息。 * Thank you! * * 4）特殊的力学性质 纳米材料具有很大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出甚佳的韧性和一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力学性质。 研究表明，人的牙齿之所以具有很高的强度，是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成的。 呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬3-5倍。 * （3）量子尺寸效应 对介于原子、分子与大块固体之间的超微颗粒而言，大块材料中联系的能带将分裂成分立的能级；能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大。 当热能、电场能或者磁场能比平均的能级间距还小时，就会呈现出一系列与宏观物质截然不同的反常特性，称之为量子尺寸效应。 导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体；半导体纳米粒子产生较强的光学三阶段非线性响应。 * （4）宏观量子隧道效应 隧道效应：在势垒一边平动的粒子，当动能小于势垒高度时，按经典力学，粒子是不可能穿过势垒的。对于微观粒子，量子力学证明它仍有一定的概率穿过势垒。 超微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应，称之为宏观的量子隧道效应。 量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础，或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限。 * No one can degrade us except ourselves; that if we are worthy, no influence can defeat us. * 三、纳米结构合成方法 纳米材料科学的发展历程分为两个阶段： 第一阶段：纳米材料的制备和性质研究—— 发展基础 第二阶段：制备或组装纳米结构材料或器件——纳米结构薄膜 以纳米尺度的物质单元为基础，按照一定的规律构筑或营造的一种新体系。 纳米微粒 纳米管/线/棒/丝 自组装法 人工构筑法 * 纳米结构薄膜：以纳米微粒为基本单元（也可能以其他有机物为骨架）进行组装或者在材料表面直接进行刻印，形成具有纳米结构特性的稳定薄膜； 有序纳米结构薄膜 无序纳米结构薄膜 2D薄膜 3D薄膜 * 3.1 分子组装的有序纳米结构薄膜 分子自组装形成有序纳米结构是自然界普遍存在的现象； 蛋白酶按照自身的特点，可以将各种蛋白质组装成各类生物大分子，并使其具有特定的性质 分子与分子在平衡的条件下，依赖分子间非共价键力自发地结合形成的稳定的分子聚集体的过程； 单分子自组装 共聚物自组装 生物大分子自组装 * 3.1.1 单分子自组装 Sagiv在1980年首次报道了自组装单分子膜（SAMs），在固体基片表面组装氧硅烷； 溶液中组装分子的反应基与基片表面发生连续的化学反应，在基片表面形成化学键连接的、取向紧密排列的、有序排列的单层膜。 * 静电力自组装沉积多层膜 ： * 原位自组装技术： 核－壳结构 PSS Wash and dry PDD