ساختارهاي ناهمگون دي اكسيد تيتانيوم- نانو لوله هاي كربني با قطرهاي متفاوت باريكه هاي الكتروني مناسب براي نانوليتوگرافي

TiO2/ CNT Hetero-Structure with Variable Electron Beam Diameter Suitable for Nanolithography

در اينجا ما به ساخت يك سيستم جديد از دي اكسيد تيتانيوم - نانولوله هاي كربني( TiO2 / CNT ) بر اساس گسيل ميداني پرداخته ايم كه براي نانوليتوگرافي و ساخت ترانزيستورها مناسب است. رشد CNT ها بر روي زيرلايه سيليكوني با استفاده از روش لايه نشاني با بخار شيميايي بهبود يافته با پلاسما انجام گرفته است. اين نانولوله هاي رشد يافته به صورت عمودي تحت فشار اتمسفر با استفاده از سيستم لايه نشاني با بخار شيميايي (CVD ) توسط TiO2 پوشانده شده است. با صيقل دادن مكانيكي اين ساختار، گسيل ميداني از نانو لوله ها محقق مي شود. اين نانوساختار را به عنوان يك ابزار ليتوگرافي كه قادر به ايجاد باريكه هاي الكتروني با قطرهاي متفاوت است را مورد آزمايش قرار داديم. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه مي توانيم با اعمال ولتاژ مناسب به گيت TiO، به نقطه به اندازه كمتر از 300 نانومتر هم برسيم. اندازه گيري هاي الكتريكي از اين قطعه قابليت چنين ساختار هايي براي ساخت ترانزيستورهاي اثر ميداني بر اساس گسيل ميداني را تأييد مي كند. با اعمال ولتاژ بين گيت و الكترود كاتد، جريان گسيلي از CNT ها افت قابل توجهي مي يابد كه نشان دهنده كنترل مناسب گيت بر روي جريان گسيلي مي باشد.

We report fabrication of a novel TiO2/CNT based field emission device suitable for nanolithography and fabrication of transistor. The growth of carbon nanotubes (CNTs) is performed on silicon substrates using plasma-enhanced chemical vapor deposition method. The vertically grown CNTs are encapsulated by TiO2 using an atmospheric pressure chemical vapor deposition system. Field emission from the CNTs is realized by mechanical polishing of the prepared nanostructure. The possibility of the application of such nanostructures as a lithography tool with variable electron beam diameter was investigated. The obtained results show that spot size of less than 30 nm can be obtained by applying a proper voltage on TiO2 surrounding gate. Electrical measurements of the fabricated device confirm the capability of this nanostructure for the fabrication of field emission based field effect transistor. By applying a voltage between the gate and the cathode electrode, the emission current from CNTs shows a significant drop, indicating proper control of gate on the emission current