Ученые из Мэриленда сообщили о успехах в разработке технологий массового производства нанострун из оксида цинка. Как говорят ученые, на их основе можно сконструировать множество коммерчески успешных устройств: ультрачувствительных наносенсоров, светодиодов и транзисторов.

Эти полупроводниковые приборы будут востребованы в недорогой и компактной электронике.

Как сообщает в текущем выпуске журнала ACS’ Chemistry of Materials ученый Бабак Никообакт (Babak Nikoobakht) из Национального Института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology), ему и его коллегам удалось разработать уникальный метод сборки полупроводниковых приборов на основе нанонитей, основанный на «точечной адресации» расположения частей будущих наноустройств перед началом их производства.

Основная задача, стоящая перед исследователями состояла в уменьшении количества промежуточных операций при изготовлении матрицы наноустройств.

Весь производственный процесс состоит из трех шагов фотолитографии.

Рис. 1. Шаги процесса производства: нанесение золотых наноточек, выращивание нанонитей, размещение металлических проводников

Для этого Бабак и его коллеги применили оригинальный метод «точечной адресации» – на сапфировую подложку в первую очередь наносятся «координаты» миллионов нанонитей в виде золотых меток размерами 1х5 микрон. Их специально располагали вытянутыми сторонами параллельно направлению [1100]sap для того, чтобы в дальнейшем правильно расположить нанонити.

Второй шаг – выращивание горизонтально расположенных нанонитей ZnO на сапфировой подложке по золотым наномаркерам. Правильность направления роста связана с анизотропией кристаллической структуры сапфировой подложки. Диаметр нанонитей составил от 8 до 13 нанометров.

Рис. 2. СТМ-изображение участка матрицы с нанотранзисторами на основе нитей ZnO

Металлические соединительные проводники наносились учеными в последнюю очередь – это был третий фотолитографический шаг.

Как говорит Бабак, благодаря новой технологии производства, на основе нанонитей можно производить устройства с двумя и тремя соединительными металлическими проводниками. Так, ученые исследовали как 2-х, так и 3-х полупроводниковые устройства в пределах одной матрицы.

Для демонстрации эффективности технологии ученые успешно создали пробную матрицу полевых нанотранзисторов на площади 8х8 миллиметров.

Бабак уверен, что при увеличении разрешения оптической литографии можно будет достичь более точного выращивания нанонитей ZnO на подложке, и, как следствие, массового производства более сложных электронных устройств, чем те, которые ученые продемонстрировали сейчас.

Свидиненко Юрий