Наноразмерные структуры: классификация, формирование и исследование. Булыгина Е.В - 22 стр.

                   3. Применение наноструктур для создания
                        элементов приборных устройств
     Переход к новым методам производства, особенно коренной переход к созданию
изделий «снизу вверх» с помощью поатомной или помолекулярной сборки возможен в
течение ближайших десятилетий. Однако в данном случае речь идет о ближайшей
перспективе использования тех или иных наноматериалов или наноструктур. Основных
направлений для электроники видится три – конструкционное (улучшение прочностных
характеристик несущик конструкций, корпусных и др. элементов), фукциональное
(улучшение используемых и применение новых свойств силами нанотехнологии) и
комбинированный подход. Уже сейчас наноразмерные покрытия и наночастицы
используются для увеличения прочностных характеристик материалов в разы и на порядки;
известны фильтрационные, каталитические, абсорбционные свойства нанопористых
материалов; Наночастицы (Co, Ni), нанокристаллические железные пленки (ZrN, AlN),
сверхрешетки типа Nb/Fe, Nb/Ge; ультрадисперсные порошки обладают уникальными
магнитными свойствами. Проволочные нанокомпозиты (типа Cu-Nb), проводящие
наноструктурные пленки TiN, TiB2, Наночастицы металлов в полимеры, использование
нанотрубок позволяет улучшать одновременно характеристики электроповодности и
прочности. Термоэлектрические наноматериалы (сверхрешетки на основе квантовых точек
PbSeTe, квантовых проволок SiGe и квантовых стенок PbTe/Pb1-xEuxTe благодаря высоким
параметрам добротности считаются перспективными для систем преобразования солнечной
энергии и криотехники. Материалы с высокой диэлектрический проницаемостью
(сегнетоэлектрики на основе Pb(Ti, Zr)O3) применяются в качестве многослойных
конденсаторов, термисторов, варисторов, элементов памяти, чувствительных датчиков и др.
Наноструктуры металл-диэлектрик-полупроводник являются основными базовыми
элементами ИС. Переход к нанополупроводникам сопровождается сдвигом спектров
люминесценции в коротковолновую область, увеличением ширины запрещенной зоны, что
находит важные технические приложения. Монокристаллические частицы в полимерных
матрицах рассматриваются как возможные светодиоды и оптические переключатели, а также
сенсоры. Применение гетероструктур с квантовыми ямами и сверхрешетками типа
AlGaAs/GaAs в полупроводниковых лазерах позволяет снизить пороговые токи и
использовать более короткие волны излучения, что повышает быстродействие, снижает
энергопотребление оптоволоконных систем. Нанопроводники и особенно нанотрубки
являются самыми перспективными для создания эмиттеров, транзисторов и переключателей
нового поколения [27,39-41]. Наконец, наноэлектромеханические системы позволят связать
макро- и наномиры со всей совокупностью электронных устройств. Сфера применения
НЭМС – суперминиатюрные сенсоры, электромоторы, преобразователи, датчики, вентили,
клапаны, конденсаторы, резонаторы, генераторы и др. Сообщается, что измерение
перемещений на уровне тысячных долей нанометра возможно с помощью НЭМС на основе
датчика из GaAs (3000×250×200 нм) в совокупности с одноэлектронным транзистором [42].
Большой интерес представляют и различные комбинированные подходы.
     Информация о применении наноструктур приведена в табл. 1.1.6.

Таблица 1.1.6. Наноструктуры в элементах приборных устройств
  Наноразмерные                                      Применение в
                      Размер,      Методы                                Преиму-
    материалы                                     качестве элементов
                       нм        получения                               щества
   (структуры)                                  приборных устройств
 Кристаллические                                Транзисторы с Ме-ба-
                                   Ионная
    структуры                                   зой, захороненные кол-   Высокая
                        70      модификация
силицидов, оксидов,                             лекторные контакты в     скорость
                               (ионный синтез)
нитридов, карбидов                              скоростных биполяр-

                                                                                    2