تکثیر نانو ترانزیستور ها شامل فرآیند پیشرفته هِتروژن و هِموژن (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : در روش های تکثیر نانو ترانزیستور ها و نانو لوله ها با سنتز نانو لوله های کربنی بر مبنای رسوب شیمیایی کاتالیستی بخار (CCVD ) شامل تجزیه منبع کربنی روی ذرات یا خوشه های کوچک فلزی به عنوان کاتالیست است این روش تکثیر نانو ترانزیستور ها شامل فرآیند هتروژن و هموژن می باشد. فلزات مورد استفاده برای این واکنش ها فلزات واسطه هستند، مانند آهن، کبالت، نیکل. در مقایسه با تخلیه قوس الکتریکی و سایش لیزری، نانو لوله های کربنی عموما در دمای پایین تری حدود 011 تا 0111 درجه تشکیل می شوند.
عموماً انتخاب پذیری این روش برای تولید نانو لوله های کربنی چند دیواره بیشتر است. هر دو فرآیند هموژن و هتروژن به ماهیت و ساختار کاتالیست مورد استفاده علاوه بر شرایط عملیاتی بسیار حساس هستند. نانو لوله های کربنی تولید شده با این روش در مقایسه با روش قوس الکتریکی طول (چند ده تا چند صد میکرومتر) و نقص بیشتری دارند. نقص بیشتر نانو لوله ها به دلیل استفاده از دمای کمتر در مقایسه با روش قوس الکتریکی است که اجازه هیچ بازآرایی ساختاری را نمی دهد.
وقتی اتم کربن در کاتالیزور به مقدار فوق اشباع رسید، رسوب و رشد نانو لوله های کربنی آغاز می شود. اگر تعامل کاتالیزور با بستر ضعیف باشد )فلز با بستر دارای زاویه تماس حاد باشد(، نانو لوله در پایین کاتالیزور (tipgrowth) و اگر تعامل کاتالیزور با بستر قوی باشد فلز با بستر دارای زاویه تماس باز باشد. نانولوله در بالای کاتالیزور رشد می کند (growth base) در حالت اول امکان تولید نانو لوله با یک سر باز وجود دارد. شکل فیزیکی کربن رسوب کرده نانو لوله کربنی تک دیواره ، چند دیواره، آمورف و الیه گرافیتی پوشش دهنده نانوذرات کاتالیست( به عوامل زیادی مانند اندازه ذرات کاتالیستی، نرخ رسوب بستگی دارد. وقتی نرخ رسوب برابر و یا کمتر از نرخ نفوذ کربن است، لایه گرافیتی اطراف نانو ذرات کاتالیستی تشکیل می شود. وقتی نرخ رسوب بیشتر از نرخ نفوذ کربن است، نانو لوله کربنی شکل می گیرد. اندازه نانو ذرات کاتالیستی نقش مهمی را در رشد نانو لوله ها ایفا می کند عموما نانو ذرات کاتالیستی با اندازه کوچک )کمتر از 01 نانومتر( برای هسته زایی و رشد نانو لوله کربنی فعال هستند. اگر اندازه ذرات در حد یک نانومتر باشد، نانو لوله تک دیواره شکل می گیرد. نانو ذرات کاتالیستی با اندازه 01تا 51 نانومتر منجر به رشد نانو لوله چند دیواره می شوند. همچنین نانو ذرات کاتالیستی با اندازه بزرگتر از 51 نانومتر با ورقه های آمورف گرافیتی پوشش داده می شوند. و ساخت چیپ ها و نانو ترانزیستور ها نمایی از تاثیر ساختار کریستالی کاتالیست را بر شکل و ساختار نانو رشته کربنی میباشد.
نتیجه گیری :
در روش های تکثیر نانو ترانزیستورها و نانو لوله ها با سنتز نانو لوله های کربنی بر مبنای رسوب شیمیایی کاتالیستی بخار (CCVD ) شامل تجزیه منبع کربنی روی ذرات یا خوشه های کوچک فلزی به عنوان کاتالیست است این روش تکثیر نانو ترانزیستور ها شامل فرآیند هتروژن و هموژن می باشد. فلزات مورد استفاده برای این واکنش ها فلزات واسطه هستند، مانند آهن، کبالت، نیکل. در مقایسه با تخلیه قوس الکتریکی و سایش لیزری، نانو لوله های کربنی عموما در دمای پایین تری حدود 011 تا 0111 درجه تشکیل می شوند.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک