Fabrication of single electron transistor using scanning probe manipulation
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
1999
Major/Subject
Materiaalifysiikka
Mcode
Tfy-44
Degree programme
Language
en
Pages
61
Series
Abstract
Hiili-nanoputkilot löydettiin 1991. Ne edustavat uudentyyppistä materiaalia, jolla on potentiaalisia sovellutuksia nanoteknologiassa ja nanoelektroniikassa. Nanoputkilot voidaan ajatella grafiitti-liuskoiksi, jotka on kääritty sylinterin muotoon. Nanoputkiloita on kahta eri tyyppiä: yhden seinämän putkiloita ja moniseinäisiä putkiloita, jotka koostuvat monista sisäkkäisistä sylintereistä. Putkilot ovat sähköisiltä ominaisuuksiltaan joko metallisia tai puolijohtuvia riippuen siitä miten grafiittiliuskat ovat kääritty rullalle. Yhden elektronin transistori, joka on herkin tunnettu varauksenilmaisin, keksittiin 1987. Sen toiminta perustuu laitteen toiminnallisen osan pieneen kokoon, jolla on niin pieni kapasitanssi, että yhdenkin elektronin lisäys muuttaa sen energiaa merkittävästi. Tässä diplomityössä valmistettiin yhden elektronin transistori puolijohtavasta moniseinäisestä nanoputkilosta siirtämällä se atomivoimamikroskoopin kärjellä kahden 250 nm etäisyydellä toisistaan olevan kulta-johtimen väliin. Johtimet valmistettiin elektronisuihkulitografialla piikiekosta lohkaistulle 6 x 10 mm[2] kokoiselle alustalle. Komponentista mitattiin sähköiset ominaisuudet kylmimmillään 120 mK:n lämpötilassa. Mittausten perusteella määriteltiin komponentin tunneliliitosten kapasitanssit ja vastukset. Yhden elektronin transistorissa on kaksi tunneliliitosta, joiden virta-jännite käyttäytymistä tutkittiin teoreettisesti. Tässä mallinnettiin tunneliliitoksen potentiaalivallin muotoa ottaen huomioon liitoksen geometria sekä peilikuvavarauksista aiheutuva voima. Tuloksena oli, että pienillä tunneliliitoksen yli olevilla jännitteillä, joka oli tilanne mittauksissa, ei tunneloinnista seurannut merkittävää epälineaarisuutta virran jänniteriippuvuuteen.Description
Supervisor
Salomaa, Martti M.Thesis advisor
Hakonen, Pertti J.Paalanen, Mikko A.