Физические основы нанотехнологий фотоники и оптоинформатики

Учебное пособие

В пособии основное внимание уделено, свойствам, технологии получения и применению основных видов материалов фотоники и оптоинформатики. Освещены общие вопросы физики и химии нанопорошков и наноматериалов. Рассмотрены также некоторые виды наноматериалов и наноструктурированных покрытий. Представлены некоторые исследования инженеров и ученых в области кластеров, нанотрубок и наноустройств. Пособие предназначено для студентов очной и заочной форм, обучающихся по направлению «Фотоника и оптоинформатика» по дисциплине «Физические основы нанотехнологий фотоники и оптоинформатики»

Кафедра электронных приборов

Библиографическая запись:

Орликов, Л. Н. Физические основы нанотехнологий фотоники и оптоинформатики: учебное пособие [Электронный ресурс] / Л. Н. Орликов. — Томск: ТУСУР, 2019. — 96 с. — Режим доступа: https://edu.tusur.ru/publications/9170
Автор:   Орликов Л. Н.
Год издания: 2019
Количество страниц: 96
Скачиваний: 5

Оглавление (содержание)

1 Основные определения и физические основы нанотехнологий фотоники .............................................. 6

1.1 Введение .............................................................................................................................................. 6

1.2 Понятие наноструктур и история их развития ....................................................................................... 7

1.3 Классификация наноматериалов .......................................................................................................... 9

1.4 Периоды кристаллической решетки наночастиц ................................................................................. 11

1.5 Оптические свойства наночастиц ........................................................................................................ 11

1.6 Фуллерены, как материалы наноэлектроники ..................................................................................... 13

1.7 Оптоэлектронные и акустоэлектронные элементы .............................................................................. 13

1.8 Некоторые характеристики оптоэлектронных элементов .................................................................... 15

1.9 Эффекты, реализуемые на опто и акустоэлектронных элементах ........................................................ 16

1.10 Теория и технология изготовления одноэлектронного квантового транзистора ................................ 18

1.11 Безмасляные вакуумные системы для роста квантоворазмерных структур ....................................... 21

2 Эпитаксия, нанесение металлов и диэлектриков ..................................................................................... 24

2.1 Понятие эпитаксии, виды эпитаксий ..................................................................................................... 24

2.2 МОС-гидридная эпитаксия..................................................................................................................... 25

2.3 Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) ................................................................................................ 26

2.4 Кинетика процесса молекулярно-лучевой эпитаксии ........................................................................... 27

2.5 Теория формирования эпитаксиальной пленки по Френкелю .............................................................. 33

2.6 Теория формирования пленки по Н.Н. Семенову .................................................................................. 33

2.7 Фазовая диаграмма процесса роста эпитаксиальных пленок ............................................................... 34

2.8 Особенности легирования структур в процессе при МЛЭ ...................................................................... 36

2.9 Контроль параметров роста эпитаксиальных структур ........................................................................... 37

2.10 Растровая электронная микроскопия .................................................................................................... 41

2.11 Установки для молекулярно-лучевой эпитаксии ................................................................................... 43

3 Литография ................................................................................................................................................ 54

3.1 Общие понятия ........................................................................................................................................ 54

3.2 Разрешающие возможности литографий ................................................................................................. 54

3.3 Фотолитография ..................................................................................................................................... 55

3.4 Типовой литографический процесс .......................................................................................................... 55

3.5 Выбор фоторезиста .................................................................................................................................. 56

3.6 Формирование фоторезистивного слоя ................................................................................................... 57

3.7 Процесс формирования изображения микросхемы ................................................................................. 59

3.8 Заключительные этапы литографического процесса ................................................................................ 62

3.9 Другие виды литографии .......................................................................................................................... 62

3.10 Нанолитография ...................................................................................................................................... 66

4 Формирование периодических наноструктур в диэлектрических и полупроводниковых средах ............... 70

4.1 Общие понятия .......................................................................................................................................... 70

4.2 Последовательность операций при изготовлении транзистора по планарной технологии ........................ 71

4.3 Планарно-эпитаксиальная технология ....................................................................................................... 72

4.4 Функциональные возможности планарной технологии.............................................................................. 72

4.5 Технология легирования и имплантации примесей в планарной технологии ........................................... 73

4.6 Технология изготовления акустоэлектронных элементов на поверхностных акустических волнах

(технология ПАВ) ............................................................................................................................................. 75

4.7 Планарная технология изготовления СВЧ элементов ................................................................................ 79

4.8 Кинетика синтеза нанослоев ...................................................................................................................... 80

4.9 Физико-химические процессы кинетики конденсации пленок .................................................................. 82

4.10 Кинетика формирования пленок на подложке ......................................................................................... 83

4.11 Поверхностные явления при проведении технологических операций...................................................... 84

4.12 Применение теории межфазных взаимодействий при формировании высококачественных пленок ...... 93

5 Заключение..................................................................................................................................................... 96