Считается, что полупроводящие нанопровода являются перспективными конструкционными деталями для создания полевых транзисторов (field-effect transistor, FET) как в микро-, так и в наномасштабе. Такие транзисторы хорошо подходят для создания высокоэффективных TFT (Thin-Film Transistor), являются пригодными для различной гибкой электроники и высокочувствительных биосенсоров. Но для подобных устройств требуется хорошая упорядоченность нанопроводов. Однако для промышленных масштабов крайне сложно достигнуть желаемых одинаковых проводов с диаметром, меньшим 100 нм, а высокая дороговизна оборудования и необходимость присутствия кремния на подложке для использования непосредственно в устройствах окончательно уменьшают масштабы работ над такими нанопроводами до лабораторных. С другой стороны, постоянные исследования привели к значительным продвижениям в производстве нанопроводов. Но даже несмотря на огромные денежные затраты, до сих пор получение выровненных массивов нанопроводов является сложным и тонким делом, к тому же такие «проводки» надо уметь «собирать» и обединять на больших прощадях, для каждого нанопровода контролируя угол изгиба и длину.
Корейские ученые изобрели новый способ довольно простого синтеза кремниевых нанопроводов. Они были получены с помощью микрообрабатывающих технологий: фотолитографии, анизотропного травления и термического окисления кремниевой подложки с последующим удалением SiO2, при этом профиль нанонити представлял собой два треугольника, скрепленных углами (см. фото. А). Электрические свойства конролируются выбором подложки, точнее типа и степени легирующей ее смеси. Так как процесс создания т.н. top-down нанопроводов совместим с обработкой полупроводников, то процесс диффузии примеси для полупроводниковой электроники может напрямую быть примененным к созданию нанопроводов. Авторы статьи исследовали кремниевый нанопровод, созданный на основе высокодопированной бором кремниевой подложки, и показали, что на некоторых его участках диаметр получился различный. Так же исследовалось получение нанопроводов на слаболегированных подложках. На рисунке (Е) показаны как раз такие наноконтакты (мостики), ширина которых варьирует от 15 до 120 нм. Если допирование проводить после термического окисления при получении нанопровода, то диаметр его одинаков на протяжении практически всей длины, при этом наблюдается высокая концентрация бора (см. рис F). Таким образом, варьируя концентрациями бора, можно получать оммические контакты (ohmic source-drain contacts) для FET-устройств.
Но для дальнейшего использования нанопроводов их надо уметь перемещать на подходящие подложки (в том числе и пластиковые). Это похоже на процесс печати – на рисунке изображен перенос нанопровода, причем основополагающую роль при перевороте играет треугольная форма верхней части в его профиле В эксперименте использовались совершенно различные отдельно расположенные «проводки» диаметром в 20-200 нм и длиной 5-200 мкм. «Удачные» переносы были осуществлены в 90% случаях при размерах диаметра около 100 нм (что является высоким «выходом» производства), и немногим меньше в случае 50 нм, при этом для длин от 10 до 100 мкм «транспортизацию» было легко контролировать.
Исследования электрических свойств показали, что характеристики наноконтакта n-типа превосходят характеристики наноконтакта p-типа. Если учитывать, что результаты были сделаны для первых образцов, то, очевидно, они могут значительно улучшиться путем термообработки и оптимизации.
Таким образом, с помощью относительно простого способа получения высокоупорядоченных кремниевых массивов нанопроводов для больших площадей и последующего переноса были получены прекрасные FET-характеристики на их основе.
