Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Наноэлектромеханической системы )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Часть цикла статей о
Наноэлектроника
Одномолекулярная электроника
Твердотельная наноэлектроника
Связанные подходы
Снимок матрицы (после металлизации / удаления межсоединения ИС) цифрового кристалла SiTime SiT8008, программируемого генератора, обеспечивающего кварцевую точность с высокой надежностью и низкой чувствительностью к перегрузкам. Транзисторы нанометрового масштаба и механические компоненты наноразмеров (на отдельном кристалле) интегрированы в один и тот же корпус микросхемы. [1]

Наноэлектромеханические системы ( НЭМС ) - это класс устройств, объединяющих электрические и механические функции в наномасштабе . NEMS образуют следующий логический шаг миниатюризации из так называемых микроэлектромеханических систем или устройств MEMS. NEMS обычно объединяют наноэлектронику, подобную транзисторам, с механическими приводами, насосами или двигателями и, таким образом, могут образовывать физические, биологические и химические сенсоры . Название происходит от типичных размеров устройства в нанометровом диапазоне, что приводит к малой массе, высоким механическим резонансным частотам, потенциально большим квантово-механическим эффектам, таким как движение нулевой точки.и высокое отношение поверхности к объему, полезное для поверхностных сенсорных механизмов. [2] Приложения включают акселерометры и датчики для обнаружения химических веществ в воздухе.

История [ править ]

Фон [ править ]

Дополнительная информация: Нанотехнологии и история нанотехнологий.

Как отметил Ричард Фейнман в своем знаменитом выступлении в 1959 г. « Снизу много места », существует множество потенциальных применений машин все меньших и меньших размеров; все технологии выигрывают, создавая и управляя устройствами в меньших масштабах. Ожидаемые преимущества включают большую эффективность и уменьшенный размер, снижение энергопотребления и более низкие производственные затраты в электромеханических системах. [2]

В 1960 году Мохамед М. Аталла и Давон Канг из Bell Labs изготовили первый полевой МОП-транзистор с толщиной оксида затвора 100 нм . [3] В 1962 году, Atalla и Kahng изготовили нанослоя -BASE металл-полупроводник (М-С спай) транзистор , что б золота (Au) тонкие пленки с толщиной 10 нм . [4] В 1987 году Биджан Давари возглавил исследовательскую группу IBM, которая продемонстрировала первый полевой МОП-транзистор с толщиной оксида 10 нм.[5] Многозатворные полевые МОП-транзисторы позволяли масштабировать канал длинойменее 20 нм , начиная с FinFET . [6] FinFET беретначало от исследований DIGH Hisamoto на Hitachi Центральной научно - исследовательской лаборатории в 1989 году [7] [8] [9] [10] В Беркли , группа под руководством Hisamoto и TSMC «ы Chenming Hu изготавливаемых устройств FinFET до 17  нм длины канала в 1998 г. [6]

NEMS [ править ]

В 2000 году исследователи из IBM продемонстрировали первое устройство NEMS с очень крупномасштабной интеграцией (СБИС). [11] Его предпосылкой был массив наконечников АСМ, которые могут нагревать / воспринимать деформируемую подложку, чтобы функционировать как запоминающее устройство. Другие устройства были описаны Стефаном де Хааном. [12] В 2007 г. Международная техническая дорожная карта для полупроводников (ITRS) [13] содержит память NEMS в качестве новой записи в разделе «Новые исследовательские устройства».

Атомно-силовая микроскопия [ править ]

Ключевое применение NEMS - наконечники атомных силовых микроскопов . Повышенная чувствительность, достигаемая с помощью NEMS, приводит к более компактным и более эффективным датчикам для обнаружения напряжений, вибраций, сил на атомном уровне и химических сигналов. [14] Наконечники АСМ и другие методы обнаружения на наноуровне во многом полагаются на НЭМС.

Подходы к миниатюризации [ править ]

Можно найти два дополнительных подхода к изготовлению NEMS. При нисходящем подходе для производства устройств используются традиционные методы микротехнологии, то есть оптическая , электронно-лучевая литография и термическая обработка. Будучи ограниченным разрешающей способностью этих методов, он позволяет в значительной степени контролировать получаемые структуры. Таким образом, такие устройства, как нанопроволоки , наностержни и узорчатые наноструктуры, изготавливаются из металлических тонких пленок или вытравленных полупроводниковых слоев. Для нисходящих подходов увеличение отношения площади поверхности к объему увеличивает реакционную способность наноматериалов. [15]

Подходы «снизу вверх», напротив, используют химические свойства отдельных молекул, чтобы заставить компоненты одной молекулы самоорганизоваться или самособираться в некую полезную конформацию, или полагаться на позиционную сборку. Эти подходы используют концепции молекулярной самосборки и / или молекулярного распознавания . Это позволяет изготавливать структуры гораздо меньшего размера, хотя часто за счет ограниченного контроля над процессом изготовления. Кроме того, хотя из исходной конструкции удаляются остатки материалов для нисходящего подхода, минимальное количество материала удаляется или тратится впустую для нижней части. вверх подход. [15]

Также может быть использована комбинация этих подходов, в которой наноразмерные молекулы интегрируются в структуру сверху вниз. Одним из таких примеров является наномотор из углеродных нанотрубок . [ необходима цитата ]

Материалы [ править ]

Аллотропы углерода [ править ]

Многие из обычно используемых материалов для технологии NEMS были основаны на углероде , в частности алмазе , [16] [17] углеродных нанотрубках и графене . В основном это связано с полезными свойствами материалов на основе углерода, которые напрямую удовлетворяют потребности NEMS. Механические свойства углерода (такие как большой модуль Юнга ) имеют фундаментальное значение для стабильности NEMS, в то время как металлическая и полупроводниковая проводимость материалов на основе углерода позволяет им функционировать как транзисторы .

И графен, и алмаз демонстрируют высокий модуль Юнга, низкую плотность, низкое трение, чрезвычайно низкую механическую диссипацию [16] и большую площадь поверхности. [18] [19] Низкое трение УНТ позволяет использовать подшипники практически без трения и, таким образом, является огромной мотивацией к практическому применению УНТ в качестве составных элементов НЭМС, таких как наномоторы , переключатели и высокочастотные генераторы. [19] Углеродные нанотрубки и физическая прочность графена позволяют материалам на основе углерода удовлетворять более высокие требования к напряжению, когда обычные материалы обычно не работают, и, таким образом, в дальнейшем поддерживают их использование в качестве основных материалов в технологическом развитии NEMS. [20]

Наряду с механическими преимуществами материалов на основе углерода, электрические свойства углеродных нанотрубок и графена позволяют использовать его во многих электрических компонентах NEMS. Нанотранзисторы были разработаны как для углеродных нанотрубок [21], так и для графена. [22] Транзисторы являются одними из основных строительных блоков для всех электронных устройств, поэтому при эффективной разработке пригодных для использования транзисторов углеродные нанотрубки и графен имеют большое значение для NEMS.

Наномеханические резонаторы часто изготавливают из графена. По мере уменьшения размера резонаторов NEMS наблюдается общая тенденция к снижению добротности обратно пропорционально отношению площади поверхности к объему. [23] Однако, несмотря на эту проблему, было экспериментально доказано, что добротность достигает 2400. [24]   Добротность описывает чистоту тона колебаний резонатора. Кроме того, теоретически было предсказано, что зажим графеновых мембран со всех сторон дает повышенные показатели качества. Графеновые НЭМС могут также функционировать как датчики массы, [25] силы [26] и положения [27] .

Металлические углеродные нанотрубки [ править ]

Зонные структуры, рассчитанные с использованием приближения сильной связи для (6,0) УНТ ( зигзагообразные , металлические), (10,2) УНТ (полупроводниковые) и (10,10) УНТ (кресельные, металлические)

Углеродные нанотрубки (УНТ) представляют собой аллотропы углерода с цилиндрической наноструктурой. Их можно рассматривать как свернутый графен . При прокатке под определенными и дискретными (« хиральными ») углами комбинация угла прокатки и радиуса определяет, имеет ли нанотрубка запрещенную зону (полупроводниковая) или нет (металлическая).

Металлические углеродные нанотрубки также были предложены для наноэлектронных межсоединений, поскольку они могут нести высокие плотности тока. [20] Это полезное свойство, поскольку провода для передачи тока являются еще одним основным строительным блоком любой электрической системы. Углеродные нанотрубки нашли такое широкое применение в НЭМС, что уже были обнаружены методы соединения взвешенных углеродных нанотрубок с другими наноструктурами. [28] Это позволяет углеродным нанотрубкам образовывать сложные наноэлектрические системы. Поскольку изделиями на основе углерода можно надлежащим образом управлять и они действуют как межсоединения, а также как транзисторы, они служат основным материалом в электрических компонентах NEMS.

Переключатели NEMS на основе CNT [ править ]

Основным недостатком переключателей MEMS по сравнению с переключателями NEMS являются ограниченные микросекундные скорости переключения диапазона MEMS, что снижает производительность для высокоскоростных приложений. Ограничения на скорость переключения и напряжение срабатывания можно преодолеть, уменьшив масштаб устройства от микромасштаба до нанометрового масштаба. [29] Сравнение рабочих характеристик переключателей NEMS на основе углеродных нанотрубок (УНТ) с аналогичными КМОП-переключателями показало, что переключатели NEMS на основе УНТ сохраняют производительность при более низких уровнях энергопотребления и имеют подпороговый ток утечки на несколько порядков меньше, чем этот переключателей CMOS. [30] НЭМС на основе УНТ с дважды зажатыми структурами в настоящее время изучаются как потенциальные решения для приложений энергонезависимой памяти с плавающим затвором. [31]

Трудности [ править ]

Несмотря на все полезные свойства углеродных нанотрубок и графена для технологии NEMS, оба этих продукта сталкиваются с рядом препятствий на пути их реализации. Одна из основных проблем - это реакция углерода на условия реальной жизни. Углеродные нанотрубки демонстрируют большое изменение электронных свойств при воздействии кислорода . [32] Аналогичным образом, другие изменения электронных и механических характеристик материалов на основе углерода должны быть полностью изучены перед их внедрением, особенно из-за их большой площади поверхности, которая может легко вступать в реакцию с окружающей средой. Также было обнаружено, что углеродные нанотрубки имеют разную проводимость, будучи металлическими или полупроводниковыми, в зависимости от их спиральности при обработке. [33] Из-за этого во время обработки нанотрубки должны подвергаться специальной обработке, чтобы гарантировать, что все нанотрубки имеют подходящую проводимость. Графен также обладает сложными свойствами электропроводности по сравнению с традиционными полупроводниками, поскольку в нем отсутствует запрещенная зона и существенно изменяются все правила движения электронов через устройство на основе графена. [22] Это означает, что традиционные конструкции электронных устройств, вероятно, не будут работать, и для этих новых электронных устройств должны быть разработаны совершенно новые архитектуры.

Наноэлектромеханический акселерометр [ править ]

Механические и электронные свойства графена сделали его подходящим для интеграции в акселерометры NEMS, такие как небольшие датчики и приводы для систем мониторинга сердца и мобильного захвата движения. Толщина графена в атомном масштабе дает возможность акселерометрам уменьшаться от микромасштаба до нанометра, сохраняя при этом требуемые уровни чувствительности системы. [34]

Подвешивая кремниевую массу на двухслойную графеновую ленту, можно создать наноразмерный пружинный и пьезорезистивный преобразователь с возможностями современных преобразователей в акселерометрах. Вес пружины обеспечивает большую точность, а пьезорезистивные свойства графена преобразуют деформацию ускорения в электрические сигналы для акселерометра. Подвешенная графеновая лента одновременно образует пружину и пьезорезистивный преобразователь, эффективно используя пространство и улучшая характеристики акселерометров NEMS. [35]

Полидиметилсилоксан (ПДМС) [ править ]

Отказы, возникающие из-за высокого сцепления и трения, вызывают беспокойство для многих NEMS. В NEMS часто используется кремний благодаря хорошо изученным методам микрообработки; однако его внутренняя жесткость часто ограничивает возможности устройств с движущимися частями.

В исследовании, проведенном учеными штата Огайо, сравнивались параметры адгезии и трения монокристаллического кремния со слоем естественного оксида с покрытием из PDMS. PDMS - это силиконовый эластомер, который легко регулируется механически, химически инертен, термически стабилен, проницаем для газов, прозрачный, нефлуоресцентный, биосовместимый и нетоксичный. [36]Присущий полимерам модуль Юнга PDMS может изменяться более чем на два порядка за счет изменения степени сшивания полимерных цепей, что делает его жизнеспособным материалом для NEMS и биологических приложений. PDMS может образовывать плотное уплотнение с силиконом и, таким образом, легко интегрируется в технологию NEMS, оптимизируя как механические, так и электрические свойства. Полимеры, такие как PDMS, начинают привлекать внимание в NEMS из-за их сравнительно недорогих, упрощенных и эффективных по времени прототипов и производства. [36]

Было установлено, что время отдыха напрямую коррелирует с силой сцепления [37].и повышенная относительная влажность приводят к увеличению силы сцепления для гидрофильных полимеров. Измерения краевого угла и расчеты силы Лапласа подтверждают характеристику гидрофобной природы PDMS, что, как и ожидалось, соответствует его экспериментально подтвержденной независимости от относительной влажности. Силы адгезии PDMS также не зависят от времени покоя, способны универсально работать в различных условиях относительной влажности и обладают более низким коэффициентом трения, чем у кремния. Покрытия PDMS способствуют устранению проблем, связанных с высокой скоростью, например предотвращению скольжения. Таким образом, трение на контактных поверхностях остается низким даже при достаточно высоких скоростях. Фактически, в микромасштабе трение уменьшается с увеличением скорости.Гидрофобность и низкий коэффициент трения PDMS привели к тому, что он может быть дополнительно включен в эксперименты NEMS, которые проводятся при различной относительной влажности и высоких относительных скоростях скольжения.[38]

Пьезорезистивная диафрагма наноэлектромеханических систем с покрытием из ПДМС [ править ]

PDMS часто используется в технологии NEMS. Например, покрытие PDMS на диафрагме можно использовать для обнаружения паров хлороформа. [39]

Исследователи из Национального университета Сингапура изобрели диафрагму наноэлектромеханической системы с покрытием из полидиметилсилоксана (ПДМС), залитую кремниевыми нанопроводами (SiNW), для обнаружения паров хлороформа при комнатной температуре. В присутствии паров хлороформа пленка PDMS на микродиафрагме поглощает молекулы пара и, следовательно, увеличивается в размерах, что приводит к деформации микродиафрагмы. КНН, имплантированные в микродиафрагму, соединены мостом Уитстона, который преобразует деформацию в количественное выходное напряжение. Кроме того, датчик с микродиафрагмой также демонстрирует низкую стоимость обработки при низком энергопотреблении. Он обладает большим потенциалом масштабируемости, сверхкомпактностью и совместимостью с процессами CMOS-IC. Переключая паропоглощающий полимерный слой,могут применяться аналогичные методы, которые теоретически должны позволять обнаруживать другие органические пары.

В дополнение к присущим ему свойствам, обсуждаемым в разделе «Материалы», PDMS может использоваться для поглощения хлороформа, эффекты которого обычно связаны с набуханием и деформацией микродиафрагмы; В этом исследовании также измерялись различные органические пары. При хорошей устойчивости к старению и подходящей упаковке скорость разложения PDMS в ответ на нагревание, свет и излучение может быть снижена. [40]

Биогибридные НЭМС [ править ]

Основная статья: Биологическая машина
Рибосомой является биологической машиной , которая использует динамики белков на наномасштабах

Возникающая область биогибридных систем объединяет биологические и синтетические структурные элементы для биомедицинских или роботизированных приложений. Составляющие элементы био-наноэлектромеханических систем (BioNEMS) имеют наноразмерный размер, например ДНК, белки или наноструктурированные механические части. Примеры включают легкое нисходящее наноструктурирование тиоленовых полимеров для создания сшитых и механически прочных наноструктур, которые впоследствии функционализируются с помощью белков. [41]

Моделирование [ править ]

Компьютерное моделирование уже давно является важным аналогом экспериментальных исследований устройств NEMS. С помощью механики сплошной среды и молекулярной динамики (МД) важное поведение устройств NEMS можно предсказать с помощью компьютерного моделирования до начала экспериментов. [42] [43] [44] [45] Кроме того, сочетание методов континуума и МД позволяет инженерам эффективно анализировать стабильность устройств NEMS, не прибегая к ультратонким сеткам и трудоемким симуляциям. [42]У моделирования есть и другие преимущества: они не требуют времени и опыта, связанных с изготовлением устройств NEMS; они могут эффективно предсказывать взаимосвязанные роли различных электромеханических эффектов; и параметрические исследования могут быть проведены довольно легко по сравнению с экспериментальными подходами. Например, вычислительные исследования предсказали распределение заряда и электромеханические характеристики «втягивания» устройств NEMS. [46] [47] [48] Использование моделирования для прогнозирования механического и электрического поведения этих устройств может помочь оптимизировать конструктивные параметры устройства NEMS.

Надежность и жизненный цикл NEMS                                                                 [ править ]

Надежность и проблемы [ править ]

Надежность обеспечивает количественную оценку целостности и работоспособности компонента без сбоев в течение указанного срока службы продукта. Отказ устройств NEMS может быть объяснен множеством источников, таких как механические, электрические, химические и тепловые факторы. Выявление механизмов отказа, повышение производительности, нехватка информации и проблемы воспроизводимости были определены как основные проблемы на пути к достижению более высоких уровней надежности для устройств NEMS. Такие проблемы возникают как на этапах производства (т. Е. Обработка пластин, упаковка, окончательная сборка), так и на стадиях постпроизводства (т. Е. Транспортировка, логистика, использование). [49]

Упаковка                                                  [ править ]

Проблемы с упаковкой часто составляют 75–95% общих затрат на MEMS и NEMS. Факторы нарезки пластин, толщина устройства, последовательность окончательного высвобождения, тепловое расширение, изоляция от механических напряжений, рассеяние мощности и тепла, минимизация ползучести, изоляция среды и защитные покрытия учитываются при разработке упаковки для согласования с конструкцией компонента MEMS или NEMS. . [50] Анализ расслоения, анализ движения и испытание на срок службы использовались для оценки методов инкапсуляции на уровне пластины, таких как капсулирование от крышки к пластине, от пластины к пластине и инкапсуляции тонкой пленки. Методы инкапсуляции на уровне пластины могут привести к повышению надежности и увеличению производительности как микро-, так и наноустройств. [51]

Производство [ править ]

Оценка надежности NEMS на ранних этапах производственного процесса имеет важное значение для повышения урожайности. Формы поверхностных сил, такие как сила сцепления и электростатические силы, в значительной степени зависят от топографии поверхности и геометрии контакта. Выборочное производство нанотекстурированных поверхностей уменьшает площадь контакта, улучшая как адгезию, так и характеристики трения для NEMS. [52] Кроме того, нанесение нанопокрытия на сконструированные поверхности увеличивает гидрофобность, что приводит к снижению как адгезии, так и трения. [53]

Адгезией и трением также можно управлять с помощью нанонарисовки, чтобы отрегулировать шероховатость поверхности для соответствующих применений устройства NEMS. Исследователи из Университета штата Огайо использовали атомно-силовую микроскопию / микроскопию силы трения (AFM / FFM), чтобы изучить влияние наноразмеров на гидрофобность, адгезию и трение для гидрофильных полимеров с двумя типами шероховатостей с рисунком (низкое соотношение сторон и высокое соотношение сторон). Было обнаружено, что шероховатость на гидрофильных поверхностях по сравнению с гидрофобными поверхностями имеет обратно коррелированные и прямо коррелированные отношения соответственно. [54]

Из-за большого отношения площади поверхности к объему и чувствительности адгезия и трение могут снизить производительность и надежность устройств NEMS. Эти трибологические проблемы возникают из-за естественного уменьшения размеров этих инструментов; однако систему можно оптимизировать, манипулируя конструкционным материалом, поверхностными пленками и смазкой. По сравнению с пленками из нелегированного Si или поликремния, пленки SiC обладают самым низким выходом на трение, что приводит к повышенной стойкости к царапинам и улучшенным функциональным возможностям при высоких температурах. Покрытия из твердого алмазоподобного углерода (DLC) помимо химического и электрического сопротивления обладают низким коэффициентом трения, высокой твердостью и износостойкостью. Шероховатость, фактор, снижающий смачивание и повышающий гидрофобность,может быть оптимизирован путем увеличения угла смачивания для уменьшения смачивания и обеспечения низкой адгезии и взаимодействия устройства с окружающей средой.[55]

Свойства материала зависят от размера. Следовательно, анализ уникальных характеристик НЭМС и наноразмерных материалов становится все более важным для сохранения надежности и долгосрочной стабильности устройств НЭМС. [56] Некоторые механические свойства, такие как твердость, модуль упругости и испытания на изгиб, для наноматериалов определяются с помощью наноиндентора на материале, который прошел производственные процессы. Эти измерения, однако, не учитывают, как устройство будет работать в промышленности при длительных или циклических нагрузках и деформациях. Тета-структура - это модель NEMS, которая демонстрирует уникальные механические свойства. Структура, состоящая из Si, обладает высокой прочностью и способна концентрировать напряжения в наномасштабе для измерения определенных механических свойств материалов. [57]

Остаточные напряжения [ править ]

Для повышения надежности структурной целостности все более актуальным становится определение характеристик как структуры материала, так и внутренних напряжений в соответствующих масштабах длины. [58] Эффекты остаточных напряжений включают, но не ограничиваются ими, разрушение, деформацию, расслоение и наноразмерные структурные изменения, которые могут привести к сбою в работе и физическому износу устройства. [59]

Остаточные напряжения могут влиять на электрические и оптические свойства. Например, в различных применениях фотоэлектрических и светоизлучающих диодов (СИД) ширина запрещенной зоны полупроводников может регулироваться соответствующим образом за счет эффектов остаточного напряжения. [60]

Атомно-силовая микроскопия (АСМ) и рамановская спектроскопия могут быть использованы для характеристики распределения остаточных напряжений на тонких пленках с точки зрения визуализации силового объема, топографии и силовых кривых. [61] Кроме того, остаточное напряжение можно использовать для измерения температуры плавления наноструктур с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и температурно-зависимой дифракции рентгеновских лучей (XRD). [60]

Будущее [ править ]

Основные препятствия, мешающие коммерческому применению многих устройств NEMS, включают низкую производительность и высокую изменчивость качества устройств. Прежде чем устройства NEMS могут быть фактически реализованы, необходимо создать разумную интеграцию продуктов на основе углерода. Недавний шаг в этом направлении был продемонстрирован для алмаза, достигнув уровня обработки, сопоставимого с уровнем кремния. [62] В настоящее время акцент смещается с экспериментальной работы на практические приложения и структуры устройств, которые будут реализовывать и извлекать выгоду из таких новых устройств. [19] Следующая задача, которую необходимо преодолеть, включает понимание всех свойств этих углеродных инструментов и использование этих свойств для создания эффективных и долговечных NEMS с низкой интенсивностью отказов. [48]

Материалы на основе углерода служили основными материалами для использования NEMS из-за их исключительных механических и электрических свойств. [ необходима цитата ]

По прогнозам, к 2022 году мировой рынок NEMS достигнет 108,88 млн долларов [63].

Приложения [ править ]

Наноэлектромеханическое реле [ править ]

Масс-спектрометр наноэлектромеханических систем [ править ]

Консоли на основе наноэлектромеханики [ править ]

Исследователи из Калифорнийского технологического института разработали кантилевер на основе NEM с механическими резонансами вплоть до очень высоких частот (VHF). Использование электронных датчиков смещения на основе пьезорезистивной тонкой металлической пленки обеспечивает однозначное и эффективное считывание показаний с наноустройства. Функционализация поверхности устройства с использованием тонкого полимерного покрытия с высоким коэффициентом разделения для целевых частиц позволяет кантилеверам на основе NEMS обеспечивать измерения хемосорбции при комнатной температуре с разрешением по массе менее одного аттограмма. Дополнительные возможности кантилеверов на основе NEMS были использованы для приложений датчиков, сканирующих зондов и устройств, работающих на очень высокой частоте (100 МГц). [64]

Ссылки [ править ]

  1. ^ https://zeptobars.com/en/read/SiTime-SiT8008-MEMS-oscillator-rosnano
  2. ^ a b Хьюз, Джеймс Э. Младший; Вентра, Массимилиано Ди ; Эвой, Стефан (2004). Введение в наноразмерную науку и технологии (Nanostructure Science and Technology) . Берлин: Springer. ISBN 978-1-4020-7720-3.
  3. ^ Зи, Саймон М. (2002). Полупроводниковые приборы: физика и технология (PDF) (2-е изд.). Вайли . п. 4. ISBN  0-471-33372-7.
  4. Перейти ↑ Pasa, André Avelino (2010). «Глава 13: Металлический транзистор на основе нанослоя» . Справочник по нанофизике: наноэлектроника и нанофотоника . CRC Press . С. 13–1, 13–4. ISBN 9781420075519.
  5. ^ Давари, Биджан ; Тинг, Чунг-Ю; Ahn, Kie Y .; Basavaiah, S .; Ху, Чао-Кун; Таур, Юань; Wordeman, Matthew R .; Aboelfotoh, O .; Крусин-Эльбаум, Л .; Джоши, Раджив В .; Полкари, Майкл Р. (1987). «Субмикронный МОП-транзистор с вольфрамовым затвором и оксидом затвора 10 нм» . 1987 Симпозиум по технологии СБИС. Сборник технических статей : 61–62.
  6. ↑ a b Цу-Джэ Кинг, Лю (11 июня 2012 г.). «FinFET: история, основы и будущее» . Калифорнийский университет в Беркли . Краткий курс симпозиума по технологии СБИС . Дата обращения 9 июля 2019 .
  7. ^ Colinge, JP (2008). FinFET и другие многозатворные транзисторы . Springer Science & Business Media. п. 11. ISBN 9780387717517.
  8. ^ Хисамото, D .; Кага, Т .; Kawamoto, Y .; Такеда, Э. (декабрь 1989 г.). «Полностью обедненный транзистор с обедненным каналом (ДЕЛЬТА) - новый вертикальный ультратонкий КНИ МОП-транзистор». Встреча Международного технического сборника электронных устройств : 833–836. DOI : 10.1109 / IEDM.1989.74182 . S2CID 114072236 . 
  9. ^ "Получатели премии Эндрю С. Гроув IEEE" . Премия IEEE Эндрю С. Гроув . Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике . Дата обращения 4 июля 2019 .
  10. ^ «Прорывное преимущество для ПЛИС с технологией Tri-Gate» (PDF) . Intel . 2014 . Дата обращения 4 июля 2019 .
  11. ^ Деспонт, М; Brugger, J .; Drechsler, U .; Dürig, U .; Häberle, W .; Lutwyche, M .; Rothuizen, H .; Stutz, R .; Видмер, Р. (2000). «Микросхема СБИС-НЭМС для параллельного хранения данных АСМ». Датчики и исполнительные механизмы A: Физические . 80 (2): 100–107. DOI : 10.1016 / S0924-4247 (99) 00254-X .
  12. ^ де Хаан, С. (2006). «NEMS - новые продукты и приложения наноэлектромеханических систем» . Восприятие нанотехнологий . 2 (3): 267–275. DOI : 10.4024 / N14HA06.ntp.02.03 . ISSN 1660-6795 . 
  13. ^ Домашняя страница ITRS, заархивированная 28 декабря 2015 в Wayback Machine . Itrs.net. Проверено 24 ноября 2012.
  14. ^ Массимилиано Вентра; Стефан Эвой; Джеймс Р. Хефлин (30 июня 2004 г.). Введение в наноразмерную науку и технологии . Springer. ISBN 978-1-4020-7720-3. Проверено 24 ноября 2012 года .
  15. ^ a b Разница между подходами сверху вниз и снизу вверх в нанотехнологиях. (2011, июль). Получено с https://www.differencebetween.com/difference-between-top-down-and-vs-bottom-up-approach-in-nanotechnology/
  16. ^ a b Tao, Y .; Босс, JM; Мурс, BA; Деген, CL (2014). «Монокристаллические алмазные наномеханические резонаторы с добротностью более одного миллиона». Nature Communications . 5 : 3638. arXiv : 1212.1347 . Bibcode : 2014NatCo ... 5.3638T . DOI : 10.1038 / ncomms4638 . PMID 24710311 . S2CID 20377068 .  
  17. ^ Тао, Е; Деген, Кристиан (2013). «Простое изготовление монокристаллических алмазных наноструктур со сверхвысоким соотношением сторон». Современные материалы . 25 (29): 3962–7. DOI : 10.1002 / adma.201301343 . PMID 23798476 . 
  18. ^ Связка, JS; Ван дер Занде, AM; Вербридж, СС; Франк, И. В.; Таненбаум, DM; Parpia, JM; Craighead, HG; Макин, П.Л. (2007). «Электромеханические резонаторы из листов графена». Наука . 315 (5811): 490–493. Bibcode : 2007Sci ... 315..490B . DOI : 10.1126 / science.1136836 . PMID 17255506 . S2CID 17754057 .  
  19. ^ a b c Kis, A .; Зеттл, А. (2008). «Наномеханика углеродных нанотрубок» (PDF) . Философские труды Королевского общества А . 366 (1870): 1591–1611. Bibcode : 2008RSPTA.366.1591K . DOI : 10,1098 / rsta.2007.2174 . PMID 18192169 . S2CID 10224625 . Архивировано из оригинального (PDF) 27 сентября 2011 года.   
  20. ^ а б Германн, S; Ecke, R; Шульц, S; Гесснер, Т. (2008). «Контроль образования наночастиц для определенного роста углеродных нанотрубок для межсоединений». Микроэлектронная инженерия . 85 (10): 1979–1983. DOI : 10.1016 / j.mee.2008.06.019 .
  21. ^ Деккер, Сис; Tans, Sander J .; Verschueren, Алвин RM (1998). «Транзистор комнатной температуры на основе одной углеродной нанотрубки». Природа . 393 (6680): 49–52. Bibcode : 1998Natur.393 ... 49T . DOI : 10.1038 / 29954 . S2CID 4403144 . 
  22. ^ а б Вестервельт, RM (2008). «ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА: графеновая наноэлектроника». Наука . 320 (5874): 324–325. DOI : 10.1126 / science.1156936 . PMID 18420920 . S2CID 9585810 .  
  23. ^ Barton, RA, Parpia, J., & Craighead, HG (2011). Изготовление и эксплуатация графеновых наноэлектромеханических систем. Журнал вакуумной науки и технологий B, Нанотехнологии и микроэлектроника: материалы, обработка, измерения и явления, 29 (5), 050801.
  24. ^ Barton, RA, Илич, Б. ван дер Занде, М., Уитни, WS, McEuen, PL, Parpia, JM, и Craighead, HG (2011). Высокая добротность, зависящая от размера, в массиве графеновых механических резонаторов. Нано-буквы, 11 (3), 1232–1236.
  25. ^ Ekinci, KL, Huang, XMH, исчитают ученые, ML (2004). Сверхчувствительный наноэлектромеханический масс-детектор. Письма по прикладной физике, 84 (22), 4469–4471.
  26. ^ Мамин, HJ, & Ругар, D. (2001). Определение силы субаттоньютона при милликельвиновых температурах. Письма по прикладной физике, 79 (20), 3358–3360.
  27. ^ Lahaye, MD, Буу, О., Камарота, Б., & Schwab, KC (2004). Приближение к квантовому пределу наномеханического резонатора. Наука, 304 (5667), 74–77.
  28. ^ Bauerdick, S .; Linden, A .; Stampfer, C .; Helbling, T .; Хиерольд, К. (2006). «Прямая разводка углеродных нанотрубок для интеграции в наноэлектромеханические системы» . Журнал вакуумной науки и техники В . 24 (6): 3144. Bibcode : 2006JVSTB..24.3144B . DOI : 10.1116 / 1.2388965 . Архивировано из оригинала на 2012-03-23.
  29. ^ Huang, XMH, Zorman, CA, Mehregany, М., исчитают ученые, ML (2003). Движение наноустройств на микроволновых частотах. Природа, 421 (6922), 496–496.
  30. ^ Юсиф, MYA, Лундгрен, П., Ghavanini Ф., Enoksson, P., & Бенгтссон, S. (2008). Соображения CMOS в наноэлектромеханических переключателях на основе углеродных нанотрубок. Нанотехнологии, 19 (28), 285204.
  31. ^ Rueckes, Т., Ким, К., Joselevich Е., Цзэн, GY, Ченг, CL, и Либер, СМ (2000). Энергонезависимая оперативная память на основе углеродных нанотрубок для молекулярных вычислений. наука, 289 (5476), 94–97.
  32. ^ Коллинз, PG; Брэдли, К; Исигами, М; Зеттл, А (2000). «Чрезвычайная кислородная чувствительность электронных свойств углеродных нанотрубок». Наука . 287 (5459): 1801–4. Bibcode : 2000Sci ... 287.1801C . DOI : 10.1126 / science.287.5459.1801 . PMID 10710305 . 
  33. ^ Ebbesen, TW; Lezec, HJ; Hiura, H .; Беннетт, JW; Гэми, HF; Тио, Т. (1996). «Электропроводность индивидуальных углеродных нанотрубок». Природа . 382 (6586): 54–56. Bibcode : 1996Natur.382 ... 54E . DOI : 10.1038 / 382054a0 . S2CID 4332194 . 
  34. ^ Grolms, М. (2019, сентябрь). Наноразмерный графеновый акселерометр. Новости современной науки. Получено с https://www.advancedsciencenews.com
  35. ↑ Fan, X., Fischer, AC Forsberg, F., Lemme, MC, Niklaus, F., Östling M., Rödjegård, H., Schröder, S., Smith AD, Wagner, S. (сентябрь 2019 г.). Графеновые ленты с подвешенными массами в качестве преобразователей в сверхмалых наноэлектромеханических акселерометрах. Nature Electronics, 2, 394–404.
  36. ^ a b Макдональд, JC, & Whitesides, GM (2002). Поли (диметилсилоксан) как материал для изготовления микрофлюидных устройств. Счета химических исследований, 35 (7), 491–499.
  37. Перейти ↑ Bhushan, B. (1999). Принципы и приложения трибологии. Джон Уайли и сыновья
  38. ^ Tambe, NS, и Бхушан, B. (2005). Микро / нанотрибологические характеристики PDMS и PMMA, используемых для приложений BioMEMS / NEMS. Ультрамикроскопия, 105 (1–4), 238–247.
  39. Перейти ↑ Guo, H., Lou, L., Chen, X., & Lee, C. (2012). Пьезорезистивная диафрагма NEMS с покрытием из ПДМС для обнаружения паров хлороформа. Письма об электронных устройствах IEEE, 33 (7), 1078–1080.
  40. ^ Чоудхури, А. Н., & Billingham, NC (2001). Определение характеристик и окислительная деструкция вулканизированного при комнатной температуре поли (диметилсилоксанового) каучука. Разложение и стабильность полимеров, 73 (3), 505–510.
  41. ^ Шафаг, Реза; Вастессон, Александр; Го, Вэйцзинь; ван дер Вейнгарт, Воутер; Харальдссон, Томми (2018). «Электронно-лучевое наноструктурирование и биофункциональная обработка тиол-энэрезиста с прямым щелчком» . САУ Нано . 12 (10): 9940–9946. DOI : 10.1021 / acsnano.8b03709 . PMID 30212184 . 
  42. ^ a b Декеснес, Марк; Тан, Чжи; Алуру, Н.Р. (2004). «Статический и динамический анализ переключателей на основе углеродных нанотрубок» (PDF) . Журнал инженерных материалов и технологий . 126 (3): 230. DOI : 10,1115 / 1,1751180 . Архивировано из оригинального (PDF) 18 декабря 2012 года.
  43. ^ Ke, Changhong; Эспиноза, Орасио Д. (2005). «Численный анализ устройств НЭМС на основе нанотрубок - Часть I: Распределение электростатического заряда на многослойных нанотрубках» (PDF) . Журнал прикладной механики . 72 (5): 721. Bibcode : 2005JAM .... 72..721K . DOI : 10.1115 / 1.1985434 . Архивировано из оригинального (PDF) 13 июля 2011 года.
  44. ^ Ke, Changhong; Espinosa, Horacio D .; Пуньо, Никола (2005). «Численный анализ устройств НЭМС на основе нанотрубок - Часть II: Роль конечной кинематики, растяжения и концентрации зарядов» (PDF) . Журнал прикладной механики . 72 (5): 726. Bibcode : 2005JAM .... 72..726K . DOI : 10.1115 / 1.1985435 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  45. ^ Гарсия, JC; Хусто, Дж. Ф. (2014). "Скрученные ультратонкие кремниевые нанопроволоки: возможное торсионное электромеханическое наноустройство". Europhys. Lett . 108 (3): 36006. arXiv : 1411.0375 . Bibcode : 2014EL .... 10836006G . DOI : 10.1209 / 0295-5075 / 108/36006 . S2CID 118792981 . 
  46. ^ Кеблински, П .; Nayak, S .; Запол, П .; Аджаян, П. (2002). «Распределение заряда и стабильность заряженных углеродных нанотрубок». Письма с физическим обзором . 89 (25): 255503. Bibcode : 2002PhRvL..89y5503K . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.89.255503 . PMID 12484896 . 
  47. ^ Ke, C; Эспиноза, HD (2006). "Электронная микроскопия in situ электромеханические характеристики бистабильного устройства NEMS". Малый (Вайнхайм-ан-дер-Бергштрассе, Германия) . 2 (12): 1484–9. DOI : 10.1002 / smll.200600271 . PMID 17193010 . 
  48. ^ а б Ло, О; Wei, X; Ke, C; Салливан, Дж; Эспиноза, HD (2011). «Надежные нано-электромеханические устройства на основе углеродных нанотрубок: понимание и устранение распространенных видов отказов с использованием альтернативных электродных материалов». Малый (Вайнхайм-ан-дер-Бергштрассе, Германия) . 7 (1): 79–86. DOI : 10.1002 / smll.201001166 . PMID 21104780 . 
  49. Перейти ↑ Arab, A., & Feng, Q. (2014). Исследование надежности микро- и нано-электромеханических систем: обзор. Международный журнал передовых производственных технологий, 74 (9–12), 1679–1690.
  50. Перейти ↑ Crone, WC (2008). Краткое введение в MEMS и NEMS (стр. 203–228). Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Springer.
  51. Перейти ↑ Pieters, P. (2005, июль). Вафельная упаковка микро / наносистем. В 5-й конференции IEEE по нанотехнологиям, 2005 г. (стр. 130–133). IEEE.
  52. ^ Цзоу, М., Цай, Л., Ван, Х., Янг, Д., & Wyrobek, Т. (2005). Исследования адгезии и трения на поверхности с селективной микро / нанотекстурой, полученной с помощью ультрафиолетовой кристаллизации аморфного кремния. Письма о трибологии, 20 (1), 43–52.
  53. Перейти ↑ Fowler, J., Moon, H., & Kim, CJ (2002). IEEE 15-я Международная конференция по микроэлектромеханическим системам (MEMS). Лас-Вегас, Невада, 97–100.
  54. ^ Barton, RA, Criaghead, HG, Parpia, J. (2011, сентябрь). Изготовление и эксплуатация графеновых наноэлектромеханических систем. Журнал вакуумной науки и технологий B, 29 (5), 050801
  55. Перейти ↑ Bhushan, B. (2007, март). Нанотрибология и наномеханика материалов и устройств MEMS / NEMS и BioMEMS / BioNEMS. Микроэлектронная техника, 84 (3), 387–412.
  56. ^ Пэк, CW, Бхушан, Б. Ким, YK, Li, X., Такашима, К. (2003, октябрь-ноябрь). Механическая характеристика микро / наноразмерных структур для приложений MEMS / NEMS с использованием методов наноиндентирования. Ультрамикроскопия. 97 (1–4), 481–494.
  57. Перейти ↑ Osborn, WA, Mclean, M., Smith, DT, Gerbig, Y. (2017, ноябрь). Наноразмерные измерения и стандарты прочности. NIST. Получено с https://www.nist.gov.
  58. ^ Salvati, Е. (2017). Оценка и моделирование остаточного напряжения в микронном масштабе (докторская диссертация, Оксфордский университет).
  59. ^ Ван Spengen, WM (2003). Надежность МЭМС с точки зрения механизмов отказа. Надежность микроэлектроники, 43 (7), 1049-1060.
  60. ^ а б Хуанг, XJ (2008). Нанотехнологические исследования: новые наноструктуры, нанотрубки и нановолокна. Nova Publishers.
  61. Перейти ↑ Gupta, S., Williams, OA, Patel, RJ, & Haenen, K. (2006). Карты распределения остаточных напряжений, межмолекулярных сил и фрикционных свойств алмазных пленок для микро- и нано-электромеханических (M / NEMS) приложений. Журнал материаловедения, 21 (12), 3037–3046.
  62. ^ Y. Tao и CL Degen. «Простое изготовление монокристаллических алмазных наноструктур со сверхвысоким соотношением сторон». Передовые материалы (2013)
  63. ^ "Мировой рынок проекции NEMS" . 2012-10-24.
  64. ^ Ли, М., Тан, HX, исчитают ученые, ML (2007). Сверхчувствительные кантилеверы на основе NEMS для измерения, сканирования зонда и приложений с очень высокой частотой. Природа нанотехнологий, 2 (2), 114.