بخش «نانو اِسپین اِلکترون ها» _ نانو اِلکترونیک

«نانو اِسپین اِلکترون ها»چند لایه ای اِسپاترنیگ Espatterning

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)


نکته: در فناوری نانو الکترونیک و «نانو اِسپین اِلکترون ها» برای انجام اینگونه فرآیندها باید از پارامترها و سیستمهای خاص استفاده کرد. مثلاً در فرآیند فلز نشانی استفاده از فلز مس بجای فلز رایج آلومینیوم برای اتصالات درونی بین قطعات مختلف عملی اجتناب ناپذیر است. اما نفوذ سریع اتمهای Cu در زیر Si در عملیات حرارتی منجر به تشکیل لایه سلیساید مس و در نهایت سبب تخریب قطعه الکترونیکی میشود. 

برای رفع این مشکل معمولاً در «نانو اِسپین اِلکترون ها» از یک لایه میانی از مواد دیرگذار مانند Ta و w یا Mo به عنوان سد نفوذی برای بهبود پایداری حرارتی لایه Si / Cu استفاده میکنند.در مشخصه یابی «نانو اِسپین اِلکترون ها» و سیستمهای چند لایه ای Si /Ta/Cu  تأثیر ولتاژ بایاس منفی بر بهبود خواص الکتریکی و ساختاری سد نفوذی لایه اسپاترنیگ Taدر سیستم Si/Ta وجود دارد. فرآیندهایی سطح زیر لایه Si از جمله سوزش توسط فناوری پلاسما و باریکه یونی صورت میگیرد. این گونه از مدارهای مجتمع با ویژگیهای منحصر به فرد خود در مقیاس نانومتری کاربرد های متنوعی از سیستمهای مزوسکوپیک دارند.


مدلسازی «نانو اِسپین اِلکترون ها» از نوع Si / Cu بر اساس یک رابطه بین مکانیک مولکولی و مکانیک جامدات، یک مدل انرژی-معادل برای خواص مکانیکی و ساختار نانو مولکولی لایه اسپاترنیگ مواد  به کار گرفته میشود خواص ماکروسکوپی «نانو اِسپین اِلکترون ها» همانند نقطه ذوب، نقطه جوش و رسانایی الکتریکی، از طریق  نمونه ای که به قدر کافی برای اندازه گیری در شرایط معمول آزمایشگاهی بزرگ است، صورت میپذیرد. هنگامی که نقطه ذوب یک نانو مولکول اندازهگیری میشود، در حقیقت رفتار تعداد بسیار زیادی از مولکولهای نانو ذرات مورد بررسی قرار میگیرد و این امر برای تمامی مواد درست نیست؛  هنگامی که اندازه مواد کاهش یافته و به ابعاد نانومتری میرسد، ممکن است رفتار و خصوصیات کاملاً متفاوتی نسبت به همان ماده در ابعاد بزرگ دیده شود.خواص  «نانو اِسپین اِلکترون ها» میتواند وابسته به اندازه آن باشد. این واقعیت میتواند با این حقیقت شناخته شده که خواص مواد ) جامد، مایع و گاز( تنها به اتمها و مولکولهای تشکیل دهنده ی ماده و نوع پیوند آنها و یا به چیدمان اتمها مرتبط است، تناقض داشته باشد. این امر در ابعاد ماکرو و میکرو صادق است. ولی همه چیز در ابعاد نانو تعییر یافته که در نتیجه ی آن خواص مواد ممکن است دستخوش تغییرات اساسی گردد.



نتیجه گیری:

در فناوری نانو الکترونیک و «نانو اِسپین اِلکترون ها» برای انجام اینگونه فرآیندها باید از پارامترها و سیستمهای خاص استفاده کرد. مثلاً در فرآیند فلز نشانی استفاده از فلز مس بجای فلز رایج آلومینیوم برای اتصالات درونی بین قطعات مختلف عملی اجتناب ناپذیر است. اما نفوذ سریع اتمهای Cu در زیر Si در عملیات حرارتی منجر به تشکیل لایه سلیساید مس و در نهایت سبب تخریب قطعه الکترونیکی میشود. 

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک