Cutting Edge Nanotechnologylloporfyriinijärjestelmät ovat erinomaisia materiaaleja molekyylielektroniikan rakennemotiiveille ja niihin liittyville sähköisille, optisille ja kemiallisille nanorakenteille, kuten putkille, palloille, johtoille, sauvoille ja rakenteille, joissa näitä toiminnallisia molekyylejä voidaan käyttää elektroniikka- ja optoelektronisiin laitteisiin (Botti et al 2002) DNA tarjoaa perusrakennuspalikat funktionalisoitujen nanorakenteiden rakentamiseen, joissa on neljä pääominaisuutta: molekyylien tunnistus, itsekokoonpano, ohjelmoitavuus ja ennustettava nanomittakaavan rakenne (Brauntissa luvussa tarkastellaan 5-(4-hydroksifenyyli)-10, 15, 20-tri)nI:n muodostumista. ) porfyriini SAMLikondioksidi (SiO2) ja vety silesqui (HSQ) ja käyttö Cu-diffuusiona UlSi-metallointiin ja mikrofluidiikkaan. Keskustelemme kullan SAM:sta ja sen mielenkiintoisista ominaisuuksista joillekin lähestymistavoille ja nykyiselle tutkimusasemalle DNA:n valmistuksessa ja DNAsnsistor-toteutuksen mahdollisessa käytössä2 Challen in Nanoscale Technologies CMOS-tekniset mikroprosessorit, staattiset/dynaamiset mm-mikro-ohjaimet ja muut Rakennuslogiikka ja muut asiat huomioon ottaen Yksi tällainen lähestymistapa on alhaalta ylös -menetelmien käyttäminen tavanomaisten valmistusmenetelmien kanssa. Tällä hetkellä käytetään alle 50 nm:n CMOS-monitasoisia yhteenliitäntöjä kuparilla (Cu) minimoimaan yhteenliittämisviive. kytkentä ja tehohäviö Kupari on yksi tunnetuimmista sähköjohtimista, jolla on erittäin alhainen resistanssi ja korkea resistanssi, koska eriste on luotettavuusongelma (Dallaporta, 1990)
Kuparin diffuusio Si:ssa, SiO:ssa ja matalan k:n kerrosten välillä heikentää laitteen suorituskykyä ja käyttöikää (Shacham-Diamond et al, 1991) Koska näissä ongelmissa Cu tarvitsee sopivan ajo-/diffuusioesteen, jonka paksuus on skaalattavissa toista technoloNext-osaa pitkin käsittelee hydroksi-l-fenyyliporpAM:ien käyttöä nanomittakaavan teknologioissa Ensin keskustellaan siitä, kuinka 5-(4-hydroksifenyyli)-10, 15, 20-tri (p-tolyyli)Zn(llrphyrin SAM) on hyödyllinen estämään kuparin diffuusiota SiOz ja HSQ Substraattien, kuten SiOz, pintakäsittelyllä porfyriini-SAM:illa on valtava nanofluidiikka. Mesopyridyyliryhmää sisältävät porfyriinit ovat hyödyllisiä valublerfyriinien valmistuksessa, jotka voivat sitoutua biologisiin molekyyleihin, kuten DNA:han ja muihin proteiineihin. Weso tarkastelee mesopyridyylin SAM:n muodostumista ja karakterisointia. porpatiolilinkkeri [kuten 5(4-(2(4-(S-asetyylitiometyyli)fenyyli)etynyyli)etynyyli)fenyyli)10, 15, 20-trisell tiedetään, että alhaalta ylös -lähestymistapa kehittyneisiin DNA-verkkoihin, jakso 4 kuvaa kuinka DNA käytetään mallina forecular and in quantum computingntechopen
Nanoelektroniikan alhaalta ylöspäin suuntautuvat lähestymistavat UHV) tai muut erikoislaitteet Krishnamoorthy ym. ovat vuonna 2001 raportoineet käytetyistä fuusioesteistä Cu-SiO-rajapinnassa. Molekyylejä, joissa on erilaisia sivuketjuja ja pääteryhmiä, on tutkittu työstämään Cu:ta vahvan paikallisen rajapinnan sidoksen kautta ja parantaa rajapintojen adheesiota (Ganesan et al, 2004) Seuraavassa osiossa on selitetty hydroksifenyyli-Zn(l)-porfyriini SAM:n mahdollinen käyttö Cu-diffuusioesteenä ULSI-metallointiin. diffuusioesteellä on useita etuja, kuten erinomainen paksuuden säätökerros ), konforminen kerroksen muodostus ja porfyriinimakrosyklin Zn epäkesko hydroksifenyyli-Zn(li)-porfyriinimolekyylissä estää Cu-ionien diffuusiota SiOz:iin elektronegatiivisuutensa ja voimakkaan sitoutumisensa ansiosta porfyriinimolekyyliin. , pyrrolialayksiköt porfyyrin avainroolissa cu-diffuusioiden piionissa ovat olleet tunnettuja osallistumisestaan diffuusioestemekanismeihin (Mrunal Khaderbad et al 2008; Urmimala Roy et al, 2009 esitelty
Se osoittaa, että hydroksifenyyli Zn(n porfyriini sAl p-Si sisältää seuraavat osat, tulos-stressi(BTS)CV-analyysi on tehokas estämään liikkuvien Cu-ionien diffuusiota SiOz:iin sekä HSQBias Stress Temperature -vaikutukset CisiOypiin -Si ja CwvsAMSiOyp-Si MOS-kondensaattorit (MOSCAPs diffundoituvat sio, Si tai ILD:iden läpi korkean lämpötilan jännityksen alaisena (BTS-olosuhteet, Aiemmat tutkimukset osoittivat, että ilmakehän typessä ympäristössä kupari ajelehtii sähkökentässä, lämpötiloissa alhainen kuin Cu20C, u tai Cu20C ) ajautuvat nopeasti kerrosten välisten eristeiden läpiILD) (Cluzel et al, 2002; Loke et al, 1998) Kupari-ionien diffuusio BTS-olosuhteissa moscap c-vcitance-voltage) -ominaisuuksien siirtymä Tämä siirtymä voidaan laskea käyttämällä seuraavaa yhtälöäViBdms-1/ Cox(Qr+ QmYm+ Qhere Cox on oksidikapasitanssi; poes on metallivarausten työfunktioiden ero vastaavasti ja m on liikkuvan varauksen painopiste Cu/SiOz(HsQ)/p-Si ja Cu/SAM/SiO(HSQ)/ p-sithe Cu-diffuusio-SAM:n muodostuminen näissä osiossa 33 selitetyssä reseptissä. Kuva 9(a) kuvaa Cu mOS-kondensaattorien (tox=40nm) pistress- ja jälkijännityksen C-v-ominaisuudet (tox=40nm) porfyriini-SAM:n kanssa ja ilman sitä. , saatu 50 kHz:n taajuudella Agilent 4284-A:n tarkkuus-LCR-mittarilla. Kuva 9(b) esittää Cu/SiO/p-Si MOS-kondensaattorin C-v-ominaisuudet Cu MIS -kondensaattorien (tHs150 nm) kanssa ja ilman porpletaajuutta.
Cutting Edge Nanotechnologystress 100 C:ssa 30 minuuttia, jolloin Cu/HsQ/p-Si MIS-kondensaattori altistettiin sähkökentän jännityksille0608605-jännityksen C-V ominaisuuksille Cu mosdille ilman porfyriini SAM:ia (b) Esijännitys ja jälki -Cu/SAM/HSQ/p-Si MIS-kondensaattorin jännitys-HFCv-käyrät 30 minuutin BTS:n jälkeen (tH5Q=150nm)g kuvioissa
9(a) ja 9(b), on selvää, että Ce-siirtymä on pienempi kuin mos-rakenteessa ilman SAMAVab(Vab-siirtymää) verrattuna jännitysaikaan MOS(MIS)-rakenteille, jotka on altistettu korkeampiin kenttiin (45 Mv) /cm) lämpötilassa (100 C) ja jännitysajassa (30 min), ja niiden ominaisuudet ovat silti ylivoimaiset (kuvio 15, kuormitettu AM altistettiin lämpötiloille (c) Tasakaistajännite (AVib) vs. Cu/HSQ/Si- ja oksi-fenyyliporfyriini-SAM:ien jännitysaika mikro-/ taloudellinen nanofluidisten d:n valmistukseen Hydrofobista ja hydrofiilistä pintaa on hyödynnetty nestevirtausten käsittelemiseen ja ohjaamiseen abovfobisilla ja hydrofiilisillä alueilla ntechopenin mikrokanavapainatuksen sisällä
Nanoelektroniikan alhaalta ylös -kokoonpantua porfyriinin yksikerroksista kemiaa voidaan käyttää pinnan kostutusten muokkaamiseen useissa eri materiaaleissa. Kosketuskulman tiedetään olevan tehokkaita, ja ne kuvaavat 50 HL:n jäykkyyden DResistiivisyyttä, p-182 MQ2cm) Sio-pinnalla ja hydroksifenyyliporfyriinilla Kuva 11 Kosketuskulmamittaukset(a)DI-vesipisara SiO2:lla(b) Kuva, jossa näkyy DI-vesipisara hydroksi-fenyyliporfyriinilla SAM. Vesipisara SiO2-pinnalla osoitti kosketuskulmia 30+20, mikä osoittaa hydrofiilisen 1la:n ) of hydroksi-pheto78±30 osoittaa, että hydrofiilisten substraattien kuvioinnilla porfyriinin SAM:eilla on valtavia sovelluksia mikro-/nanofluidiikassa ja että SAM:t ovat tehokkaita pinnan ominaisuuksien muokkaamisessa. mahdolliset che,d ang lohkot valmistukseen elektronisilla tai optisilla toiminnallisuuksilla ja niiden itsekokoonpano aktiivisten elektronilaitteiden rakentamiseksi CNTS, polyfenyleenit, porfyriinit ja DNA-säikeet ovat joitain molekyyleistä, joita tutkitaan aktiivisesti edellä mainittuja tarkoituksia varten. Konduktanssin tutkimiseen on ehdotettu monia tekniikoita. yksittäisistä molekyyleistä joko käyttämällä kiinteää rakoa kahden elektrodin välillä (valmistettu e-sädelitografialla tai mekaanisesti ohjattavana katkaisu- tai katkosristeyksenä käyttämällä sähkömigraatiota) tai käyttämällä johtavaa atomivoimamikroskooppia (AFM) ja pyyhkäisytunnelimikroskopia (STM) -tekniikoita (Chen et). al, 2007; Akkerman et al, 2008)
Apyridil SAM kullalle, jossa on tiolilinkkeri, voidaan muodostaa osiossa 331 selitetyllä tavalla. Amarchand Satyapalan et al raportoivat vuonna 2005 rakenteellisista ja periytyvistä sovelluksistaan, havaitsivat, että skannaamalla tunnelispektroskopialla mitatut elektroniset ominaisuudet ovat samanlaisia kuin risteys, jossa on estepotentiaali (Reed et al. 1997) Tämä estekäyttäytyminen voi auttaa molekyylien kiertoradan tasojen (HOMO/LUMO) kohdistamista tuon tason kanssa Riippuen vahvasti siitä, kun > EL-eeositiivinen substraattipoikkeamaEf-negatiivinen substraattipoikkeama)()ntechopen
Huippunanoteknologia, jossa Et ja EH ovat molekyylin LUMO- ja HOMO-energiatasoja, ja Ey on annettu (Datta et al, 1997)ev>min [(Er-EH/n), (EL-Erl-n (positiivinen) substraatin esijännitys)(4)substraatin etäisyys molekyylin keskustasta substraatin etäisyyteen kärjestä. Kuva 12(a) Paljaan kultasubstraatin I-V ominaisuudet(b) SAMF:n I-v ominaisuudet Kuva 12 esittää kultasubstraatin STS-käyrät ja 5-(4-(2-(4-(SAsetyylitiometyyli)heni-l)etynyyli-l)fenyyli)-10,15,20-tris(4-pyridyyli)porfyriini-SAM:sta ympäristön laboratorio-olosuhteissa On selvää, että tunnelointivirta on lähes merkityksetön ennen tiettyä leikkaus-inharply afterf porphy4 DNA nanoelektroniikan sovelluksiinDNA:sta on nopeasti tulossa valittu materiaali alhaalta ylöspäin suuntautuvassa lähestymistavassa DNA:n valmistuksessa molekyylilankoina (Eley et al, 1961) Helppo saatavuus (toiseksi runsain claof biomolekyylit proteiinien ohella), itsekokoamisominaisuus ja manipulointi in vitro on asettanut DNA:n yhdeksi tärkeimmistä vaihtoehdoista febiomolekyylit on valittava alhaalta ylöspäin suuntautuvaa itsekokoamista varten, DNAdbust äärimmäisiin fysikaalisiin ja kemiallisiin olosuhteisiin DNA:n läpikäymisen luontainen ohjelmoitavuus on toinen houkutteleva ominaisuus yllä olevista kohdista, DNA tarjoaa myös mahdollisuuden in vifro -tarkkuuteen, mikä tekee mahdollisista mielenkiintoisia laitesovelluksia nanoelektroniikan sovelluksille4
1 RelevaDNA on dupleksi (kaksijuosteinen) polymeerinen molekyyli. Jokainen juoste on itsessään polymensistinen typpiemäksistä (tymiinistä, sytosiinista ja urasiilista). Ainoa poikkeus, joka sisältää urasiilimolekyylin dNA-bakteriofagissa pbs1a, 1995) Kuva 13 näyttää viiden emäksen kemiallinen rakenne
Alhaalta ylös -lähestymistapoja nanoelektroniikkaanGuaniiniSytosiiniUrasiili Kuva 13 DNA-molekyylien eri emäkset muodostavat vetysidoksia keskenään stabiloimaan dupleksit muodostavat kaksois-H-sidoksia tymiinin tai urasiilivehan kolmois-H-sidoksen kanssa sytosigiinin kanssa (kuten kuvassa 14 )koira- Sytosiini2008) DNA on molekulegatiivisesti superkiertynyt köyden tavoin, kierretty vastakkaiseen suuntaan kierteen suuntaa vastaan, mikä työntää emäkset toisistaan. Tämä rakenteellinen ominaisuusZ-DNA Näistä B-DNA on yleisin saatavilla oleva DNA-muoto (siis eniten tutkittu). tieteellisesti) ja Z-DNA on harvinaisin DNA:n muoto (muotoa tiukkaa charof-DNA:n, superkiertymisen määrän ja suunnan, emästen kemiallisten modifikaatioiden ja liuosolosuhteiden (kuten elektronisten mallien condn) vuoksi. Nämä ominaisuudet on lueteltu taulukossa. 2 näin
A(037 nm) Kierteen nousu/käännös 246 A(246 nm) 332 A (332 nm) 456A(456 nm) köysi20A(20nm)18A(18nm)2 A-, B- ja Z-muotojen geometriset attribuutit DNA (Neidle, 2008; Ghosh2003)ntechopen
HuippunanoteknologiaToinen tärkeä fyysinen ominaisuus, joka on mainittava, on suuren ja pienemmän DNa-molekyylin läsnäolo (fitT03415 Kaavio DNA-molekyylistä, jossa näkyy suuria ja pieniä uria (Molecular BiologyWeb book, 2009)12A Erilaiset materiaalit, kuten porfyriinit ja muut, jotka sitoutuvat DNA yleensä suosii suuria uria tähän tarkoitukseen Tämä johtuu emästen suuremmasta altistumisesta vastaavan uran kautta Molecular Biology Web Book, 2009, DNA:n biologisena molekyylinä voidaan lyhentää elektroniikan tarpeita bilekyylillä, mikä on mahdollista eri entsyymien avulla ( Molecular Biology Web Book, 2009) Nukleaasina: Entsyymit, jotka hajottavat dNa:ta fosfodiesteribonin hydrolyysillä. Eksonukleaasit hydrolysoivat fosfodiesterisidoksia DNA:sta.Endonukleaasit hydrolysoivat fosfodiesterisidoksia DNA:ssa
Useimmin käytetyt nukleaasitLigaasit: Entsyymit, jotka sulkevat lovet; ottaa talteen katkenneet fosfodiesterisidokset kaksijuosteisessa (ds)DN-polymeraasissa: syntetisoi polynukleotidiketjuja nukleosiditrifosfaateista niiden tuotteiden esiintyvyys täsmää ennalta määrätyn polynukleotidiketjun kanssa 573 suunnassa (tämän tekemisen jälkeen dnaulien lukumäärä voidaan erottaa emäsparit molekyylissä geelielektroforeesilla DNA-molekyylien monistaminen/valinta voisi olla polymeraasiketjureaktio, joka tunnetaan puhekielenä PCR:nä. Tässä prosessissa tarvitaan RNA-aluketta reaktion käynnistämiseksi. Sitten DNAntechopen
Nanoelektroniikan lymeraasin alhaalta ylös -lähestymistapa ottaa vallan lisäämällä yksittäisiä reaktioseoksessa olevia dNTP:itä halutussa järjestyksessä. Tämä prosessi toistetaan n kertaa, jolloin saadaan 2 kopiota halutusta DNoleculesta (Saiki et ai., 1985; Saiki et al, 198842 Transfer of varaus DNA:n kautta Tiedeyhteisössä paljon keskusteltu aihe on paljaan dNA-olekyylin johtavuus Tutkijat ovat raportoineet DNA:n suprajohtavana (Kasumov et al, 2001), metallisena (Fink et al, 1999; Cai et al, 2000; Tran et al, 2000; Yoo et al, 2001), puolijohtavat (Poratht al, 2000; Rakitin et al, 2001) ja eristävät (Braun E, et998: dePablo et al 2000torm et al.
2001) samoin On olemassa lukuisia erilaisia epäselvyyksiä
Alhaalta ylös -lähestymistapoja nanoelektroniikkaan kalvon pinta ja runko, joka yhdistää pääryhmän ja pääryhmän ja vaikuttaa molekyylien väliseen erottumiseen ja molekyylien orientaatioon
SAM:lla on termodynaamisesti stabiili järjestelmä, sillä se pyrkii eliminoimaan virheelliset pinnat, joita on käytetty. Toimijoita, kuten apalladiumia; johteita dsme ja kadmiumsulfidia ja eristeitä, kuten piioksidia (Abraham UAn impotem sen teknologisille sovelluksille on hydroksialkyylialkoksisilaanien ja pinta-alkyylioksisilaanien pintakäsittelyt Näiden molekyylien itseliittyminen tapahtuu polysiloksaanin muodostumisen kautta, joka on liitetty pinnan silanoliryhmiin (-SiOH) Si-O-Si-sidoksilla. Kuva la esittää prosessin SAM:n muodostumiseksi piidioksidille käyttämällä silaaneja, organometalleja ja alkoholeja (Aswalal, 2006)SiHydroksylaatiobSihalogenointi/Aminointi3333Silanointi(RSiCl3)SiO2Au, Ag, Cu ja PeSiO2SiO2 Kuva 1(a) SAM:n muodostuminen SiOz(b)SAM:ssa Goldntechopenissa
Nämä kvartsi-, lasi-, kiille-, sinkkiseler g edellä mainitut prosessin sisältämät aineet on valmistettu huippuluokan nanoteknologiasubstraateista, joissa on valmistettu kaanetiolaatteja CH3(CH2)nsd. Orgaanisten pintafaasien hyvin määritelty järjestely havaittiin ensimmäisen kerran vuonna 1983 upottamalla g-substraatti dialkyylisulfidiliuokseen. Kullan lisäksi tiolit sitoutuvat erittäin voimakkaasti sillladiumiin ja kupariin (Abraham Ulman, 1998). Kuvassa 1b näkyy SAM:n muodostuminen. Tiedetään hyvin, että on olemassa useita pääryhmiä, jotka sitoutuvat erilaisiin eristeisiin (Christopher Love et al.
, 2005) Sitoutumismekanismi on annettu kolmannessa sarakkeessa, bratconductors, välilehti näyttää ligandit, jotka sitoutuvat vBindingSH, ArSH(tiolit)RSMMg Cu, Pd)RSOHRSO-A1RNCRNC-PUGaAsRS-GaAsRS-GaARSiCl3, lasi TAI)Si-HIRCOOYCH, CHSi/Si-ClRLi, RMgXR-SiMetallioksiditRCOOHRCOO----MORCONHOHRCONHOI—MORPO:HRPO 2---Zr+In O3/SnO2RPO32---MTTaulukko 1 Substraatit, tärkeysjärjestykset ja ligandit, jotka muodostavat osion SAM porfyriineistä ja porfyriinijohdannaisista, ofus-substraattien muodostumisesta ja sentekopenin rakenteellisesta/materiaalista
Alhaalta ylös -lähestymistapoja nanoelektroniikkaan32 Porfyriinisolekyyle Porfyriinimakrosyklin perusrakenne koostuu neljästä pyrroliinisillasta, jotka on yhdistetty neljällä metiinisillalla. Kuva 2 PorfiinimolekyyliKuva 2 esittää porfiinimolekyylin rakenteen Porfyriinit sitovat metalleja, 2 tavallisesti* varauksilla tai varauksilla. 3+, joka sijaitsee keskeisessä N4-ontelossa, joka muodostuu kahden protonin menetyksen seurauksena. Näillä metalloporfyriineillä on tärkeä rooli. Dolphin, 1978) laaja valikoima jatkuvasti kasvavan kokoisia porfyriiniryhmiä on rakennettu perinteisellä menetelmällä porfyriinien kovalenttiseen liittämiseen. Porfyriinin elektrokemiallisten ominaisuuksien, stabiilisuuden ja erittäin ennustettavan ja vankan rakenteen merkitys. -kootut porfyriiniryhmät fototransistoreiksi ja porfyriinimolekyylien antureille ja nanoteknologian sovelluksille: metalloporfyriinit stokastisina sensoreina ja kovalenttisesti sidotut yrroliyksiköiden ryhmät fotonimateriaaleina.
Suslick et al, 2000)Valonjohtavuus ja epälineaariset optiset ominaisuudet näkyvän valon kanssa on osoitettu myös porfyriinimateriaaleissa (Schwab et al, 2004). Porfyriinit muodostavat nanorakenteita, kuten putkia, palloja, lankoja, sauvoja ja rakennemorfologioita. esittelee itsensä näiden toiminnallisten porfypohjaisten nanorakenteiden integroimiseksi elektronisiin ja optoelektronisiin laitteisiin (Anthony et al, 200 (Grenoble et al, 2005), orgaaniset kenttätransistorit (OFET) (Berliocchi Met al 2004), bio-sensorsky et al, 2000) , räjähdysaineilmaisimet (Shengyang tao et2007, Dudhe et al, 2008, 2009) ja TFT:issä Wende et al, 2007, osoittivat rautaporfyriinimolekyylien substraatin aiheuttaman magneettisen järjestyksen ja vaihdon. Masahiro Kawao et al-valmistaneet johtavat oligo-dietynyyliporfyriinit, joiden pituus ylittää 600 nm Thntechopen
Cutting Edge Nanotechnologyptics33 Hydroksifenyyli PoSAM:n muodostuminen siO:lle ja HsQ:lle. Hydroksifenyyliporfyriini SAMhnique (Onclin, 2005) Porfyriini SAM:n valmistukseen käytetty piidioksidisubstraatti oli Si-kiekko Substraatti leikattiin sitten tarvittavaan kokoon ja puhdistettiin luontaisia hiiliepäpuhtauksia ja muodostaa OH-ryhmiä Sio2ng-siloksaanisidoksiin ja muodostaen silanoliryhmiä (SiOH) pinnalle. Jälkikäsittelyn jälkeen Sio-substraatti huuhdeltiin ja kuivattiin Ar-kaasuvirtauksen alla
M =Zn, cu, Co, Ni Mg5(4-hydroksifenyyli)-10,15,20-tri(p-tolyyli)porfyriini Tämä molekyyli 5(4-hydroksifenyyli)-10,15,20-tri ( p-tolyyli) porfyriiniä käytetään itsekokoonpanon valmistukseen - 10-2mbar) substraatti 1100 C:ssa 1 tunnin ajan 4 mg porfyriiniä liuotettiin 20 ml:aan tolueenia 10 M liuoksen valmistamiseksi. Sio-substraatti upotettiin yllä olevaan liuokseen 30 minuuttia upottamisen aikana porfyriinimolekyylin pääryhmät sitoutuvat kemiallisesti Sio2-pinnan silanoliryhmiin muodostaen itsekokoontuneen yksikerroksen (kuva 4) ntechopen
Nanoelektroniikkaa koskevat alhaalta ylöspäin suuntautuvat lähestymistavat Kuva 4 Hydronyyliporfyriini-SAM:n muodostuminen substraatille tolueenin kanssa ja kuivaus Ar ga:n alla. Lopuksi substraattia lämmitettiin 120 °C:ssa 45 minuuttia vesimolekyylien poistamiseksi ja säilytetään karakterisointia varten Almethodia voidaan käyttää SAM:n valmistukseen. HSQSa ms:n muodostuksessa arvioidaan erilaisia menetelmiä, joihin kuuluvat pintakoettimet (kuten AFM ja STM), Fourier-muunnos infrapunaspektroskopia (FTIR), UV-spektroskopia, tunnelointipylväs (TEM), summataajuuskulma, ellipsometria ja NEXAFSUultravioletti-näkyvä-4-spektroskopia0 = 400-800 nm) vastaa rakennetta ja orbitaaleja vastaavien energiatasojen välillä
Seuraava elektroninen muutos ultraviolettisäteilyn ja näkyvän valon absorption avulla: o:sta o:ksi, n:ksi o*, n:ksi m01201freebase8008後000Zn-TPP-OH SAM:n aallonpituus(nm)näkyvä spektri HScintense-absorptio(ekstinktio)0,e00ffic20in 400 nm:n ympäristö; tätä absorptiomaksimia kutsutaan Soret-kaistaksi".
Huippunanoteknologia Porfyriinirenkaan reunasubstituenttien vaihtelut aiheuttavat pieniä muutoksia absorptioominaisuuksien intensiteetissä ja aallonpituuksissa. Kahden typpiatomin protonoituminen tai metalliatomien lisääminen/poisto makrosykliin muuttaa voimakkaasti näkyvää absorptiospektriä. Kuva 5(a) havainnollistaa hydroksifenyyliporfyriinin SAM:n perustilan UV-absorptiota SiO:lla Spektrit tallennettiin Perkin-ElmerLambda 35 spektrofotometrillä huoneenlämpötilassa aallonpituusalueella 350 - 800D2 substraatilla, havaittiin suhteellisen alhainen absorbanssi. Porfyrin Soret-vyöhyke n cnm) Porfyriinille inO2 laajeni ja punainen siirtyi 426 nm:iin verrattuna porfyriinilueenin Soret-vyöhykkeeseen. Tämä punasiirtymä osoittaa, että porfyriinimolekyylit ovat järjestyneet sivusuunnassa itsekokoonpanossa. Kuva 5(b) havainnollistaa perustilan UV-absorptiospektrejä. hydroksi-fenyyliporfyriini SAM HSQ:ssa
Soret-kaistan siirtymä ja331 Mesopyridyyliporfyriini SAM:n valmistaminen Goldof mesopyridyyliporfyriinin itseasennetulle yksikerroksiselle kerrokselle (SAM), joka on selitetty Amarchand Satworkin työssä, mesopyridyyliporfyriini, jossa on tiolilinkkeri, kuten 5-( Kuvassa 6 esitetty 4-(2-(4-(S-asetyylitiometyfenyyli)etynyyli)fenyyli)porfyriini syntetisoitiin ja sitä käytettiin seonin tekemiseen. Itsekokoontuneiden yksikerrosten muodostuminen kullan pinnalle on spontaani prosessi Kullan ja rikin vuorovaikutuksen tehokkuus on tarjonnut erittäin kätevän reitin kemisorboituneiden molekyylikalvojen teoremaatioon. Seuraava SAM-muodostusmenettely on yksinkertainen ja riittävän joustava muuttaakseen sen sopimaan erilaisille yhdisteille. Tällä menetelmällä muodostetut SAM:t ovat erittäin stabiileja adsorption luonteesta johtuen, joka on viakemiallinen sidosCH2SCOCH30 -tris(4-pyridyyli)porfyriiniFourier-muunnos infrapunaspektroskopia (FTIR) antaa molekyylien orientaation ja järjestyksen itsekokoontuneessa yksikerroksisessa kerroksessa.
Nanoelektroniikan alhaalta ylös -lähestymistapoja heijastuksen absorptio FTIR-spektroskopiaa käytettiin Kuva 7 näyttää mesoa leveän ja vahvan kaistan FTIR-spektrin 3433 ekuliin sidottuina vyöhykkeeseen johtuen venytystilasta, joka on ratkaistu noin 3315 olkapäästä rinteen 3315 olkapäästä. O-H-venytystila vesistössä 3 433 cm-1 Tämän korkean aaltoluvun kaistan lisäksi twebans 970:ssä ja 723:ssa N-H tasossa ja tason ulkopuolella taivutusmoodialueella Vahva vyöhyke 2924-diumissa 2357:ssä johtuu CH2:n antisymmisesta, vastaavasti voimakkaasta venytysmuodosta 1637 cml:ssä sijaitseva kaista liittyy C==N-venytysmoodiin Joitakin heikkoja ja keskisuuria vyöhykkeitä, jotka johtuvat kiinteän spektrin porfyriinirenkaan 1600-680 värähtelytiloista96095595
089459405001000150020002500300035004000Aaltoluku (cm") Kuva 7 Pyridyyliporfyriini SAM:n FTIR-spektri kullalla. s meso-tioliporfyriinit päällä kultapinnat Basikeksikulmio v3xv3 R 300 järjestely erittäin järjestetyillä moneasilla havaittu ja auki
HuippunanoteknologiaKuva 8, AFMM:t Cu-diffuusioesteinä ULSI-metallointiin kerrosten väliset dielektriset materiaalit (ILD:t) (Awaya et al, 1996) Tässä suhteessa on tutkittu tulenkestäviä metallien binääriyhdisteitä ja termarydeja niiden kuparin diffuusioesteen proputterointia käytetään nitridiseosten, kuten W-Ge-N, Ta-Si-N, peittämiseen. , W-Si-N, WB-N ja Ta-W-N Koska liitosten resistanssiin vaikuttaa sulkukerroksen paksuus (Koike et al, 2005), ohuempia sulkukerroksia (alle 10 nm), joissa on TiSiN ja WN, on käytetty. kerrostetaan kemiallisella höyrypinnoituksella (CVD) tutkimusryhmillä atomikerrospinnoitus (ALin yer paksuus kerrostamalla ultraohuita tina- tai WNC-kerroksia ratkaisemalla ongelman sulkukerroksella kerrostamalla konformisia ja ohuita sulkukerroksia, jotka a-2)
ALD:n tiedetään olevan tehokas sisä- tai monikiteinen happo ( ill S BeckerRoy G Gordon 2003) Diffuusioesteiden epäonnistumismekanismi on raerajadiffuusio ja edellä käsitellyillä menetelmillä kerrostetut sulkukerrokset ovat yleensä tehottomia, koska niiden tiheys on suuri ja nopea. diffuusiradat, kuten nanoputket tai raeraajat (Rosenberg et al, 2000) Näin ollen jatkuvien ja tasaisten ultraohuiden kerrosten kerrostaminen on vaikeaa tavanomaisilla ja kemiallisilla. Vaihtoehtoinen ja toteuttamiskelpoinen lähestymistapa tähän ongelmaan on koottu yksikerros, joka kestää linjan takapään (BEOL) ) käsittelyolosuhteet täyttävät diffuusiosulkuvaatimukset Nämä menetelmät ovat myös erittäin kustannustehokkaita verrattuna muihin pinnoitustekniikoihin, jotka vaativat erittäin korkeaa vntechopen