CuO un Bi2Se3 nanovadu ar kontrolētām īpašībām iegūšana pielietojumiem nanoierīču aktīvajos elementos

Abstract

Pusvadītāju nanovadi ir perspektīvi materiāli pielietojumiem nanoelektromehāniskās (NEM) ierīcēs. Lai nanovadi būtu piemēroti industriāliem pielietojumiem, nepieciešams izstrādāt tādas sintēzes metodes, kas nodrošinātu paredzamu iznākumu, morfoloģiju, elektriskās un mehāniskās īpašības sintezētajiem nanovadiem. Lai nodrošinātu NEM slēdžu darbību ekstrēmos apstākļos, nepieciešams iegūt plašā temperatūru diapazonā pielietojamus nanovadus. Pielietojumiem istabas temperatūrā tika pētīti CuO un ar Sn dopēti Ge nanovadi. CuO nanovadi tika sintezēti ar pārveidotu termiskās oksidācijas metodi. Tika izpētīts, kā, papildinot termisko oksidāciju ar elektrisko lauku un ūdens tvaiku klātbūtni, iespējams kontrolēt sintezēto CuO nanovadu ģeometrisko parametru sadalījumu un elektriskās īpašības. Tika izpētītas ar Sn dopētu Ge nanovadu mehāniskās īpašības. Darbā ar fizikālās tvaiku nogulsnēšanas metodi tika sintezēti Bi2Se3 nanovadi. Tika izpētīta Au katalizatora ģeometrijas ietekme uz sintezēto Bi2Se3 nanovadu iznākumu, morfoloģiju un elektriskajām īpašībām. Sintezētie nanovadi tika sekmīgi izmantoti NEM slēdžu izveidē. Parādīta CuO nanovada NEM slēdža darbība istabas temperatūrā. Parādīta Bi2Se3 nanovada NEM slēdža darbība 5 K temperatūrā.

Semiconductor nanowires are promising materials for applications in nanoelectromechanical (NEM) devices. For nanowires to be suitable for industrial applications, it is necessary to develop synthesis that provide a predictable yield, morphology, electrical and mechanical properties of the synthesized nanowires. To ensure the operation of NEM switches in extreme conditions, it is necessary to obtain nanowires that can be used in a wide temperature range. CuO and Sn doped Ge nanowires were studied for applications at room temperature. Control of the distribution of geometric parameters and electrical propertias via applying an electric field and adding water vapor during synthesis was investigated. The mechanical properties of Sn doped Ge nanowires were investigated. Bi2Se3 nanowires were synthesized with the physical vapor deposition method. The influence of Au catalyst geometry on the yield, morphology and electrical properties of the synthesized Bi2Se3 nanowires was investigated. The as-synthesized nanowires were successfully employed in NEM switches. The operation of a CuO nanowire NEM switch in room temperature was demonstrated. The operation of a Bi2Se3 nanowire NEM switch in 5 K temperatura was demonstrated.