Наноразмерные структуры: классификация, формирование и исследование. Булыгина Е.В - 13 стр.

      Наноэлектромеханические системы – это совокупность электронных и механических
элементов, выполненных в наноразмерном исполнении на основе групповых методов.
Сложные функциональные системы могут строиться на основе микро- нанотехнологий и
наноматериалов. Преимущества НЭМС состоят в сопряжении элементов различного
функционального назначения – механических и электронных. Приборы НЭМС могут
включать наночувствительный элемент (ЧЭ, актюатор), схему преобразования сигнала,
системы управления, системы хранения и передачи информации. Наибольший интерес
представляет технология кремний-на-изоляторе (КНИ), позволяющая не только улучшить
основные характеристики микро- и наносистем, но и значительно расширить перспективы
приборных реализаций изделий микро- и наноэлектроники, включая наносенсорику и
наноситемную технику, например структуры КНИ и составные структуры позволяют в
перспективе разрабатывать схемы с трехмерной интеграцией.
      Нанопроводники и нанотрубки могут использоваться как отдельные функциональные
элементы (T-, Y-образные нанотрубки могут работать как транзисторы), так и в качестве
элементов – например как канал полевого транзистора или элементы нанопамяти. Подробнее
см. [39].

                    1.2. Особенности свойств наноструктур
     Наиболее общие особенности свойств наноструктур сводятся к тому, что:
       • с уменьшением размера элементов значительно возрастает роль поверхностей
          раздела (доля приповерхностных атомов увеличивается от долей процента до
          нескольких десятков процентов);
       • свойства поверхностей раздела в нанометровом диапазоне размеров могут сильно
          отличаться от таковых для крупнокристаллических материалов (краевые
          эффекты, влияние сил изображения, различия поверхностей раздела в
          нанокомпозитах);
       • размер элементов наноструктур соизмерим с характерными размерами
          некоторых физических явлений (например, с длиной свободного пробега в
          явлениях переноса);
       • размерные эффекты в наноструктурах могут иметь квантовый характер (когда
          размер области локализации свободных носителей становится соизмерим с
          длиной волны де Бройля λв, рис. 1.1.5).


                                                                      h
                                                              λB ≈
                                                                     2 mE ,         (1.4)

                                                Где m – эффективная масса электронов; E
                                           – энергия носителей; h - постояннаая Планка.
                                                Для      макроскопических        структур
                                            характерна     квадратичная       зависимость
  Рис. 1.1.5. Плотность состояний N(E) для плотности электронных состояний N(E) от
      носителей зарядов в структурах с      энергии. Уменьшение областей локализации
           различной размерностью           носителей вплоть до λв в одном, двух или трех
                                            направлениях, как следует из решения
                                            уравнения Шредингера с соответствующими
граничными условиями, сопровождается изменением характера зависимостей N(E).
     В пределах двух- и одноразмерных структур свободное движение носителей заряда
является двухмерным и одномерным, соответственно. В квантовых точках энергетический
спектр электронов «квантуется» в трех измерениях и представляет собой набор дискретных
уровней, разделенных зонами запрещенных состояний.
                                                                                      1