Реєстраційний номер
0213U001399,
0110U006288
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Дослідження та розробка автоемісійних катодів на основі регулярних ансамблів нанодротин кремнію в діелектричних матрицях та емісійних резонансно-тунельних структур
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Євтух Анатолій Антонович,
Дата реєстрації
01-02-2013
Організація виконавець
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є.Лашкарьова НАН України
Опис етапу
Звіт подається в одному томі і складає 41 сторінку, у тому числі рисунків 17, таблиць 2, використаних джерел 33. Ключові слова: електронна польова емісія, кремнієві нанодроти, технологія, газотранспортні реакції, пористі оксидні матриці, робота виходу. Мета етапу: розробити технології та дослідити фізичні процеси при формуванні діелектричних матриць Al2O3 та рості нанодротин Si в них. Розроблена технологія формування пористих матриць оксиду алюмінію методом електрохімічного окислення алюмінію і проведено подальший розвиток технології вирощування нанодротин кремнію та вивчення особливостей росту ансамблю нанодротин Si методом хімічної газофазової епітаксії у відкритій проточній та закритій бромідній системах для їх застосування в наноелектронних пристроях, зокрема, в польових емісійних катодах. Встановлена залежність діаметру пор та відстані між порами від складу розчину та напруги при формуванні пористих матриць оксиду алюмінію методом електрохімічного окислення алюмінію. Показано, що даний метод дає змогу отримувати матриці з діаметром пор в діапазоні 5-130 нм. Оптимізовано режими формування пористих оксидних матриць. Показано, що для відтворюваного отримання діелектричних матриць оксиду алюмінію з малим розкидом діаметру і відстані між порами необхідно використовувати багатостадійний процес. На першій стадії проводиться анодне окислення в 0,3 М розчині щавлевої кислоти при напрузі 40 В і температурі 0°С до протягом 2 год. Потім весь пористий оксид алюмінію видалявся в суміші кислот 0,2 М H2CrO4 і 0,4M Н3РО4 при 60°С протягом 5хв. Потім знову проводився процес анодування. І так до тих пір поки поки не спостерігався різкий спад струму. В результаті отримуються пори розміром 25 нм. Найбільша впорядкованість досягається при напрузі близько 40 В, вона поліпшується зі збільшенням часу першого анодування та концентрації кислоти При товщині плівки 2мкм час анодування становив 15хв. У результаті проведення низки експериментів у відкритій водневій проточній та закритій бромідній системах отримано ансамблі НК Si з середнім діаметром 100 нм. Показано, що середній діаметр нанокристалів залежить від діаметра коагульованих нанокрапель Si-Au, а діаметр останніх - від товщини осадженої плівки золота, при цьому збільшення часу росту приводить до зростання діаметра нанодротин. Проведено моделювання кінетики процесу вирощування, яке дає можливість прогнозувати геометричні розміри кристалів, виходячи з оцінки основних параметрів цього процесу. На основі моделювання аксіального росту кремнієвих ниткоподібних кристалів методом хімічного парового осадження у закритій системі визначено критичний діаметр нанокристалів (45 нм), який обмежується граничним пересиченням у системі. Показано, що швидкість радіального росту нанорозмірних НК найменшого діаметра дуже мала і практично не залежить від діаметра, натомість кристали більшого діаметра зазнають істотного потовщення за механізмом пара-кристал, що дає змогу прогнозувати геометричні розміри ядра та оболонки кристала для створення радіальних гетероструктур, придатних для електронних застосувань.
Опис продукції
Автоемісійні (польові емісійні) катоди на основі нанодротин кремнію з пониженою роботою виходу.
Автори роботи
Євтух Анатолій Антонович
Кизяк Анатолій Юрійович
Лісовський Ігор Петрович
Литовченко Володимир Григорович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
