새로운 기술은 IC에 있는 탄소 Nanotubes의 통합을 가능하게 합니다

Published on November 1, 2012 at 7:26 AM

정확하게 탄소의 공술서 통제를 위한 새로운 방법 사용, 연구원은 전통적인 제작 기술로 일어난 높은 공용영역 저항 없이 직접 회로의 금속 패드에 다중 벽으로 막힌 탄소 nanotubes 연결을 위한 기술을 설명했습니다.

심상은 연결 탄소 nanotubes를 위해 조오지아 기술 연구에서 사용된 전극의 소집을 포함하는 실리콘 기판의 클로우즈업을 보여줍니다. (크레딧: 순한 게리)

전자에 의하여 光速 유도된 공술서에 바탕을 두어 (EBID), 일은 직접 회로 제작에 관련된 semiconducting 기질에 금속 단말기에 다중 벽으로 막힌 탄소 nanotube의 다중 쉘을 연결하는 첫번째 이기 위하여 믿어집니다. 이 3차원 제작 기술을 사용하여, 조오지아 공과 대학에 연구원은 금속 접속점에 그것의 연결에 있는 저항력에 있는 10배 감소를 열매를 산출한 다중 벽으로 막힌 탄소 nanotubes의 두 끝 전부에 석묵 nanojoints를 개발했습니다.

기술은 실리콘과 탄소 둘 다 분대를 이용하는 차세대 직접 회로에서 탄소 nanotubes의 통합을 것과 같이 상호 연락합니다 촉진할 수 있었습니다. 연구는 국립 과학 재단에 의해 Semiconductor Research Corporation에 의해, 그리고 그것의 초기 단계에서, 지원되었습니다. 일은 나노 과학에 전표 IEEE 거래에 의해 온라인 2012년을 10월 4일, 보고되었습니다.

"처음으로, 우리는 전통적인 직접 회로 microfabrication 프로세스와의 통합에 순종하는 기술과의 탄소 nanotubes의 다중 쉘에 연결을," 말했습니다 Andrei Fedorov를 설치했습니다, 다중 쉘에 연결하는 조오지아 Tech.에 기계 공학의 조지 W. Woodruff School에 있는 교수는 "극적으로 저항을 감소시키고 장치 성과의 다음 수준으로 움직이는 것을 허용합니다 저희가."

새로운 기술 개발에서, 연구원은 그들의 가공 매개변수를 인도하는 만들기를 의지했습니다. 그것을 제조를 위해 오를 수 있던 하기 위하여는, 그(것)들은 또한 실리콘 기판에 금속 단말기 사이 개별적인 탄소 nanotubes를 고립시키고 맞추기 그리고 유래 구조물의 속성 검토를 위한 기술로 일했습니다. 연구원은 그들의 간행된 연구가 탄소 nanotubes에 이제까지는 집중하더라도 금속 접촉에 다층 graphene를 연결하기 위하여 기술이 또한 이용될 수 있었다고 믿습니다.

낮 온도 EBID 프로세스는 물자 공술서를 위해 변경된 스캐닝 (SEM) 전자 현미경 시스템에서 일어납니다. SEM의 진공 약실은 예금하고 연구원이 싶으면 물자의 선구자를 소개하기 위하여 바꾸입니다. 일반적으로 nanostructures의 화상 진찰에 사용된 전자총은 대신 고에너지 1 차적인 전자가 주의깊게 선택하는 위치에 기질에 충돌할 때 낮은 에너지 이차 전자를 생성하기 위하여 사용됩니다. 이차 전자가 SEM 약실로 소개될 탄화수소 선구자 분자와 상호 작용할 때, 탄소는 요구된 위치에서 예금됩니다.

EBID 프로세스에 유일한, 예금한 탄소는 금속 증발에 근거를 둔 전통적인 기술에서 한 약하 결합한 물리적인 인터페이스와는 다른 탄소 nanotubes의 끝에 강한, 화학 보세품, 연결합니다. 공술서 이전에, 에칭 프로세스를 사용하여 nanotubes의 끝이 열립니다, 그래서 예금한 탄소는 nanotube의 무제한 대출 제공으로 전자로 다중 쉘을 연결하기 위하여 증가합니다. 공술서가 중요하게 전기 전도도를 향상하는 크리스탈 석묵 양식으로 그것을 변환한 후에 탄소의 열 어닐링.

"원자 에 의하여 원자, 우리는," Fedorov 설명했습니다 전자빔이 맞은 가까운 탄소 nanotubes의 무제한 대출 제공 치는 연결을 건설해서 좋습니다. "공술서의 고가에 의하여 선구자의 사격량이 어디에가 높 많은 이차 전자가 있는지 생깁니다. 이것은 어떤 요구한 기질든지에 3차원 통제를 제공합니다 탄소 nanotubes의 무제한 대출 제공 연결을 위한 공구를 조각하는 nanoscale를."

다중 벽으로 막힌 탄소 nanotubes는 확실히 더 높은 정보 납품 처리량의 약속을 상호 연락합니다 전자 장치에서 사용해 제안합니다. 연구원은 전통적인 직접 회로에 근거를 둔 잡종 장치의 미래 발생을 계획했습니다 그러나 사용은 탄소 nanotubes에 기지를 두어 상호 연락합니다.

지금까지는, 그러나, 탄소 구조물과 전통적인 실리콘 전자공학 사이 연결에 저항은 너무 높습니다 계속 장치를 실제에게 하기 에는.

"이 필드에 있는 큰 도전 탄소 nanotube의 단 하나 쉘에 다만 연결하기 위한 것입니다,"는 Fedorov를 말했습니다. "탄소 nanotube의 단지 외벽이 연결되는 경우에, 전송 채널의 대부분이 저활용 적이고 전혀 이용하지 않기." 이기 때문에 실제적으로 다량을 얻지 않습니다

Fedorov와 그의 합작자가 개발한 기술은 탄소 nanotube와 금속 패드 사이 연결에 저기록 저항력을 일으킵니다. 연구원은 대략 100개 옴 - 그밖 연결 기술로 측정되었었던 베스트 보다는 더 낮았던 10의 요인 처럼 저항을 낮게 측정했습니다.

"이 기술 저희에게 전통적인 장치로 이 탄소 nanostructures 통합으로 진행하는 많은 새로운 기회를 줍니다,"는 그는 말했습니다. "탄소이기 때문에, 그것의 속성이 연결을." 제공하고 있는 탄소 nanotubes의 그들과 유사하기 때문에 이 공용영역에는 이점이 있습니다

연구원은 연결되는지 탄소 nanotube 쉘의 얼마나 많은이 정확하게 모릅니다, 그러나 대략 30의 수행 쉘의 적어도 10가 전기 유도에 기여하고 있다는 것을 저항 측정에 기지를 두어, 믿습니다.

그러나, 탄소 nanotubes를 취급하는 것은 그들의 사용에 중요한 도전을 것과 같이 상호 연락합니다 제기합니다. , 예를 들면 전기 아크 기술을 통해 형성될 때, 탄소 nanotubes는 다양한 길이를 가진 구조물 및 속성, 기계적인 결점에 몇몇의 엉킴으로 일어납니다. 기술은 단 하나 nanotubes를 밖으로 분리하고, 그들의 끝을 열기 위하여 개발되었습니다.

Fedorov와 그의 조오지아 기술 교수와 더불어 Vladimir Tsukruk와 이전 대학원 학생 Songkil 김, Dhaval Kulkarni, 콘라트 Rykaczewski 및 Mathias 헨리 전자빔 석판인쇄술을 통해 만든 기질 템플렛과 조화하여 집중된 전기장을 사용하여, 현재 합작자의 - - 전자 접촉을 통해 다중 벽으로 막힌 nanotubes를 맞추기를 위한 방법을 개발했습니다. 프로세스에는 큰 칩 지역에 범위성을 위한 잠재력에 제대로 맞추어진 탄소 nanotubes의 현저하게 향상한 수확량이, 있습니다.

일단 nanotubes가 그들의 위치로 두면, 탄소는 흑연화에 선행된 EBID 프로세스를 사용하여 예금됩니다. 탄소 공용영역에 있는 단계 전이는 라만 분광학을 사용하여 물자가 그것의 최적 nanocrystalline 흑연 국가로 변형된다는 것을 확인하기 위하여 감시됩니다.

"이 지역의 각각에 있는 어드밴스를 만들어서 서만 탄소 재료에 근거를 둔 nanoelectronics를 위한 가능하게 하는 기술 인, 이 기술적 진보를 달성해서 좋습니다 우리는" 그 말했습니다. "이것은 탄소 nanotubes 또는 graphene를 사용하여입니다 실제적으로 장치의 많은 다른 종류를 만들기를 위한 중요한 단계."

새로운 기술이 크게 보면 사용될 수 있기 전에, 연구원은 다중 장치에 연결관을 동시에 예금할 수 탄소 nanotubes를 맞추기를 위한 그들의 기술을 향상하고 있을 것입니다 EBID 시스템을 개발해야 할 것입니다. 어드밴스 연결 평행으로 전자빔 시스템은 쪽 질량 생성을 제공할 수 있습니다, Fedorov는 말했습니다.

"중요한 양 이 지역에서 일되는 것을 남아 있습니다, 그러나 기업이 흥미있게 되면 이것이 가능하다는 것을,"는 그 주의했다는 것을 우리는 믿습니다. "회로로 통합 탄소 nanotubes가." 아주 매력적일 수 있던 응용이 있습니다

근원: http://gtresearchnews.gatech.edu

Last Update: 1. November 2012 13:43

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