Pusvadītāju nanovadu īpašības un pielietojumi nanoelektromehāniskās sistēmās

Abstract

Nanovadi ir viendimensionāli nanomateriāli ar rādiusu nanometros un garumu mikrometros. Nanovadi ir vēlamas komponentes nanoelektromehāniskās (NEM) ierīcēs, piemēram, slēdžos. Šajās ierīces nanovadi kalpo kā aktīvie elementi, kas, mehāniski pārslēdzoties, spēj pārslēgt elektriskās ķēdes, tāpēc ir svarīgas nanovadu mehāniskās un elektriskās īpašības. Darbā tika pētīti CuO, GeSn un Bi2Se3 nanovadi ar mērķi tos pielietot NEM ierīcēs. Tika veikta CuO nanovadu sintēze ar termiskās oksidācijas metodi. Izanalizēta dažādu sintēzes parametru, piemēram, ūdens tvaika un elektriskā lauka, ietekme uz nanovadu morfoloģiju. Tika izpētītas CuO nanovadu mehāniskās īpašības. GeSn nanovadu Junga modulis tika noteikts ar rezonanses metodi in-situ skenējošajā elektronu mikroskopā (SEM). Demonstrētas perspektīvas CuO un Bi2Se3 nanovadu integrēšanai NEM slēdžos.

Nanowires (NWs) are one-dimensional nanomaterials with radii in the scale of nanometers and lengths in the scale of micrometers. NWs are desirable components in nanoelectromechanical (NEM) devices, such as switches. NWs are the active element in these devices, diverting current by altering their position, thus their mechanical and electrical properties are important. CuO, GeSn and Bi2Se3 NWs were investigated for use in NEM devices. CuO NWs were synthesized via thermal oxidation method. Various synthesis parameters, such as the presence of water vapor or an applied electric field, were investigated for their effect on NW morphology. Mechanical properties of CuO NWs were investigated. Young’s modulus of GeSn NWs was determined via in-situ SEM resonance method. Perspective integration of CuO and Bi2Se3 NWs in to NEM switches was demonstrated.