RU2462785C1 - Method of making ordered nanostructures - Google Patents

Method of making ordered nanostructures Download PDF

Info

Publication number
RU2462785C1
RU2462785C1 RU2011112826/28A RU2011112826A RU2462785C1 RU 2462785 C1 RU2462785 C1 RU 2462785C1 RU 2011112826/28 A RU2011112826/28 A RU 2011112826/28A RU 2011112826 A RU2011112826 A RU 2011112826A RU 2462785 C1 RU2462785 C1 RU 2462785C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ordered
continuous layer
nanoclusters
array
regions
Prior art date
Application number
RU2011112826/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Гаврилов (RU)
Сергей Александрович Гаврилов
Дмитрий Геннадьевич Громов (RU)
Дмитрий Геннадьевич Громов
Сергей Владимирович Дубков (RU)
Сергей Владимирович Дубков
Андрей Евгеньевич Миронов (RU)
Андрей Евгеньевич Миронов
Алексей Сергеевич Шулятьев (RU)
Алексей Сергеевич Шулятьев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет" "МИЭТ" (МИЭТ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет" "МИЭТ" (МИЭТ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет" "МИЭТ" (МИЭТ)
Priority to RU2011112826/28A priority Critical patent/RU2462785C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2462785C1 publication Critical patent/RU2462785C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: in the method of making ordered nanostructures, involving formation of ordered regions on the surface of a base or in its surface layer, depositing a continuous layer whose material wets the ordered regions but not the base, carrying out heat treatment, which depends on the thickness and melting point of the material of the continuous layer until formation of an array of ordered nanoclusters, after which the base is etched, wherein the array of ordered nanoclusters is a mask, or a carbon nanostructure is formed on the array of ordered nanoclusters, wherein said nanoclusters are a catalyst.
EFFECT: technique for producing an ordered structure with high aspect ratio of elements, which improves emission properties of the structure, enables use thereof as a die for nanoimprint lithography, improves adhesion of the ordered grown carbon nanotubes, from which there is emission of electrons to an underlying layer and, as a result, increases time stability of the entire device.
5 cl, 1 dwg

Description

Областями применения изобретения являются микро- и наноэлектроника, где упорядоченные наноструктуры могут использоваться в качестве эмиссионных катодов, штампов наноимпринтлитографии, калибраторов атомных силовых микроскопов, катализаторов для выращивания углеродных наноструктур и т.д.The fields of application of the invention are micro- and nanoelectronics, where ordered nanostructures can be used as emission cathodes, nanoimprint lithography dies, atomic force microscope calibrators, catalysts for growing carbon nanostructures, etc.

Одной из используемых на сегодняшний день технологий формирования упорядоченных наноструктур для создания эмиссионных катодов является технология выращивания упорядоченных массивов углеродных нанотрубок, которая включает в себя формирование упорядоченно или неупорядоченно расположенного массива из материала-катализатора сферической формы и формирование углеродных нанотрубок на этом катализаторе /1, 2/. Углеродные нанотрубки обладают прекрасными эмиссионными свойствами во многом благодаря большой кривизне поверхности на своем торце и, как следствие этого, большой напряженностью электрического поля в этой области. Однако подобные эмиссионные структуры обладают достаточно низкой стабильностью во времени по причине плохой адгезии, в результате которой углеродные нанотрубки попросту отрываются от подложки при больших приложенных напряжениях.One of the currently used technologies for the formation of ordered nanostructures to create emission cathodes is the technology of growing ordered arrays of carbon nanotubes, which includes the formation of an ordered or disordered array of spherical catalyst material and the formation of carbon nanotubes on this catalyst / 1, 2 / . Carbon nanotubes have excellent emission properties, largely due to the large surface curvature at their end and, as a consequence, the large electric field strength in this region. However, such emission structures have rather low stability over time due to poor adhesion, as a result of which carbon nanotubes simply detach from the substrate at high applied voltages.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления упорядоченных наноструктур, в котором наноструктура, находящаяся на подложке, имеет две области, состоящие из разных материалов, при этом материал, из которого состоит первая область, травится отлично от материала, из которого состоит вторая область, включающий в себя травление материала, из которого состоит первая область наноструктуры для удаления наноструктуры с подложки в первой области /3/. После чего оставшуюся вторую область можно использовать в качестве маски для травления подложки в том месте, где была расположена первая область с целью получения массива вертикально расположенных упорядоченных изолированных друг от друга эмиттеров.The closest technical solution is a method of manufacturing ordered nanostructures, in which the nanostructure located on the substrate has two regions consisting of different materials, while the material of which the first region consists is etched differently from the material of which the second region consists of etching the material of which the first region of the nanostructure consists to remove the nanostructure from the substrate in the first region / 3 /. After that, the remaining second region can be used as a mask for etching the substrate in the place where the first region was located in order to obtain an array of vertically arranged ordered emitters isolated from each other.

Главным недостатком способа /3/ является то, что толщина второй области, которая может использоваться в качестве маски, сильно ограничена и не может превышать толщину первой области. Вследствие этого невозможно глубоко протравить материал подложки в том месте, где была расположена первая область, по причине того, что для получения вертикальных стенок структуры нужно использовать высоко анизотропное травление, то есть методы реактивного ионно-лучевого травления, которые всегда имеют составляющую физического распыления, в результате чего распыляется материал маски. Таким образом, из-за невозможности сформировать маску нужной толщины данный способ не позволяет получить высокое аспектное отношение (высоты к ширине) элементов массива упорядоченных наноструктур, однако именно этот параметр является одним из наиболее важных при изготовлении высокоэффективных эмиссионных структур или штампов для наноимпринтлитографии. Еще одним недостатком данного способа является то, что полученную наноструктуру невозможно использовать в качестве катализатора для выращивания углеродных нанотрубок, поскольку известно, что рост углеродных нанотрубок имеет место только на катализаторе в виде сферических образований /4/, а получаемые согласно прототипу области являются плоскими.The main disadvantage of the method / 3 / is that the thickness of the second region, which can be used as a mask, is very limited and cannot exceed the thickness of the first region. As a result of this, it is impossible to deeply etch the substrate material in the place where the first region was located, because highly anisotropic etching, that is, reactive ion beam etching methods that always have a physical sputtering component, must be used to obtain vertical walls of the structure resulting in sprayed mask material. Thus, due to the inability to form a mask of the desired thickness, this method does not allow to obtain a high aspect ratio (height to width) of the elements of an array of ordered nanostructures, however, this parameter is one of the most important in the manufacture of high-performance emission structures or dies for nanoimprinting. Another disadvantage of this method is that the obtained nanostructure cannot be used as a catalyst for growing carbon nanotubes, since it is known that the growth of carbon nanotubes takes place only on the catalyst in the form of spherical formations / 4 /, and the regions obtained according to the prototype are flat.

Задача настоящего изобретения - получение упорядоченной структуры с высоким аспектным соотношением (высоты к ширине) элементов, что увеличивает эмиссионные свойства структуры, позволяет использовать ее в качестве штампа для наноимпринтлитографии, улучшает адгезию упорядоченно выращенных углеродных нанотрубок, из которых осуществляется эмиссия электронов, к нижележащему слою и, как следствие этого, увеличивает временную стабильность всего прибора.The objective of the present invention is to obtain an ordered structure with a high aspect ratio (height to width) of the elements, which increases the emission properties of the structure, allows you to use it as a stamp for nanoimprintlithography, improves the adhesion of orderly grown carbon nanotubes, from which the emission of electrons, to the underlying layer and as a consequence of this, increases the temporary stability of the entire device.

Для достижения названного технического результата предлагается способ изготовления упорядоченных наноструктур, включающий формирование упорядоченно расположенных областей на поверхности основы или в ее приповерхностном слое, нанесение сплошного слоя, материал сплошного слоя смачивает упорядоченно расположенные области и не смачивает основу, после нанесения сплошного слоя проводится термообработка, зависящая от толщины и температуры плавления материала сплошного слоя, до образования массива упорядоченно расположенных нанокластеров, после чего проводится травление основы, причем образованный массив упорядоченных нанокластеров при этом является маской, или формируется углеродная наноструктура на массиве упорядоченно расположенных нанокластеров, причем они при этом являются катализатором.To achieve the named technical result, a method for manufacturing ordered nanostructures is proposed, including forming ordered regions on the surface of the base or in its surface layer, applying a continuous layer, the material of the continuous layer wets the ordered regions and does not wet the base, after applying a continuous layer, heat treatment is carried out, depending on thickness and melting temperature of the material of the continuous layer, until an array of ordered nanoclasts is formed trench and then etching is carried bases, wherein the ordered array formed nanoclusters with a mask, or is formed on the carbon nanostructure array nanoclusters orderly arranged, and they are at the same catalyst.

Упорядоченно расположенные области, смачиваемые материалом сплошного слоя, формируются с использованием маски методом ионной имплантации примеси в основу, или методом ионной бомбардировки поверхности основы, или методом физического или химического осаждения из газовой фазы, или методом осаждения из раствора. Сплошной слой формируется из материала, выбираемого из ряда: Ni, Fe, Со, Cu, Au, Ag. Материал основы имеет низкую работу выхода электрона и выбирается из ряда элементов: W, Nb, Та, С, Ti, V, Zr, Cr, Hf, Re, их нитридов, карбидов, боридов или их сплавов. Упорядоченно расположенные области формируются из материала, выбираемого из ряда: W, Мо, Nb, Та, Ti, V, Zr, Cr, Hf.The ordered regions, wetted by the material of a continuous layer, are formed using a mask by ion implantation of an impurity into a substrate, or by ion bombardment of a substrate, or by physical or chemical vapor deposition, or by precipitation from a solution. A continuous layer is formed from a material selected from the series: Ni, Fe, Co, Cu, Au, Ag. The base material has a low electron work function and is selected from a number of elements: W, Nb, Ta, C, Ti, V, Zr, Cr, Hf, Re, their nitrides, carbides, borides or their alloys. Ordered regions are formed from a material selected from the series: W, Mo, Nb, Ta, Ti, V, Zr, Cr, Hf.

Использование смачиваемых и несмачиваемых материалом сплошного слоя областей приводит к тому, что после того, как сплошной слой тотально наносят как на поверхность основы, не смачиваемую материалом сплошного слоя, так и на упорядоченно расположенные области на поверхности основы или в ее приповерхностном слое, смачиваемые материалом сплошного слоя, а затем проводят термообработку, материал сплошного слоя собирается в виде капель на упорядоченно расположенных областях, смачиваемых материалом сплошного слоя, при этом освобождая не смачиваемую им основу /5, 6/. В результате формируется массив упорядоченных нанокластеров в виде капель материала сплошного слоя, находящихся на упорядоченно расположенных областях.The use of areas that are wettable and non-wettable by the material of the continuous layer leads to the fact that after the continuous layer is totally applied both to the surface of the substrate, not wettable by the material of the continuous layer, and to the ordered regions located on the surface of the substrate or in its surface layer, wetted by the material of the continuous layer, and then heat treatment is carried out, the material of the continuous layer is collected in the form of droplets on the ordered regions, wetted by the material of the continuous layer, while releasing not wet the basis that he / 5, 6 /. As a result, an array of ordered nanoclusters is formed in the form of droplets of a continuous layer material located in ordered regions.

Таким образом, отличительными признаками изобретения является то, что материал сплошного слоя смачивает упорядоченно расположенные области и не смачивает основу, после нанесения сплошного слоя проводится термообработка, зависящая от толщины и температуры плавления материала сплошного слоя, до образования массива упорядоченно расположенных нанокластеров, после чего проводится травление основы, причем образованный массив упорядоченных нанокластеров при этом является маской, или формируется углеродная наноструктура на массиве упорядоченно расположенных нанокластеров, причем они при этом являются катализатором.Thus, the distinguishing features of the invention is that the material of the continuous layer moistens the ordered regions and does not wet the base, after applying the continuous layer, heat treatment is carried out, depending on the thickness and melting temperature of the material of the continuous layer, until an array of ordered nanoclusters is formed, after which etching is performed basis, and the formed array of ordered nanoclusters in this case is a mask, or a carbon nanostructure is formed on the array closely spaced nanoclusters; moreover, they are a catalyst.

Такая совокупность отличительных признаков позволяет решить поставленную задачу и устранить недостатки способа-прототипа, обеспечивая более высокую толщину материала, используемого в качестве маски и, как следствие этого, высокое аспектное отношение (высоты к ширине) элементов массива упорядоченных наноструктур, достигаемое в процессе реактивного ионно-лучевого травления, что обеспечивает высокую эффективность эмиссионных структур, возможность использования упорядоченной наноструктуры в качестве штампа наноимпринтлитографии, высокую адгезию материала сплошного слоя к материалу основы, каплеобразную форму нанокластеров, получаемых после проведения термообработки, что дает возможность выращивать углеродные нанотрубки, используя упорядоченный массив нанокластеров в качестве катализатора.This set of distinctive features allows us to solve the problem and eliminate the disadvantages of the prototype method, providing a higher thickness of the material used as a mask and, as a consequence, a high aspect ratio (height to width) of the elements of the array of ordered nanostructures achieved in the process of reactive ion beam etching, which ensures high efficiency of emission structures, the possibility of using an ordered nanostructure as a stamp of nanoimprint lithography, okuyu adhesion of the continuous layer material to the base material, drop-shaped nanoclusters obtained after the heat treatment, which makes it possible to grow carbon nanotubes by using an ordered array nanoclusters as catalyst.

Смачиваемые и несмачиваемые материалом сплошного слоя области могут не сильно различаться по составу и могут быть получены путем введения небольшого количества легирующей примеси в одну из областей. Имея материал основы, плохо смачиваемый материалом сплошного слоя, и проведя процесс ионной имплантации примеси в нужные области, можно получить массив областей, смачиваемых материалом сплошного слоя. Известно, что проведение процесса ионной бомбардировки поверхности материала может достаточно сильно изменить свойства этой поверхности. В частности, этим методом можно в широких пределах изменять смачиваемость поверхности материала, например сделать ее гидрофильной из гидрофобной. Целесообразно формировать области, смачиваемые материалом сплошного слоя, методом физического или химического осаждения из газовой фазы материала, смачиваемого материалом сплошного слоя, на поверхность основы. Области, смачиваемые материалом сплошного слоя, могут быть получены методом осаждения из раствора материала, смачиваемого материалом сплошного слоя, на поверхность основы. Таким образом, отличительным признаком изобретения является то, что упорядоченно расположенные области, смачиваемые материалом сплошного слоя, формируются, с использованием маски, методом ионной имплантации примеси в основу, методом ионной бомбардировки поверхности основы, методом физического или химического осаждения из газовой фазы или методом осаждения из раствора.Wettable and nonwettable areas of a continuous layer material may not vary greatly in composition and can be obtained by introducing a small amount of dopant into one of the areas. Having the base material poorly wetted by the material of the continuous layer, and having carried out the process of ion implantation of the impurity in the desired areas, it is possible to obtain an array of regions wetted by the material of the continuous layer. It is known that carrying out the process of ion bombardment of a surface of a material can sufficiently change the properties of this surface. In particular, by this method it is possible to widely vary the wettability of the surface of the material, for example, to make it hydrophilic from hydrophobic. It is advisable to form areas wetted by the material of the continuous layer by the method of physical or chemical vapor deposition of the material wetted by the material of the continuous layer onto the surface of the substrate. The areas wetted by the material of the continuous layer can be obtained by deposition from a solution of the material wetted by the material of the continuous layer on the surface of the substrate. Thus, a distinguishing feature of the invention is that the ordered regions wetted by the material of the continuous layer are formed using a mask, the method of ion implantation of an impurity into the substrate, the method of ion bombardment of the substrate surface, the method of physical or chemical vapor deposition, or the deposition method from solution.

Известно, что материалы из ряда: Ni, Fe, Co, Cu, Au, Ag могут служить в качестве маски для проведения процесса ионно-лучевого травления основы, а материалы Ni, Fe, Co, Cu могут служить катализаторами роста углеродных нанотрубок, при этом все они являются химически инертными по отношению к различным соединениям, что позволяет пленкам этих материалов распадаться на капли при термообработках существенно ниже температуры их плавления. Таким образом, отличительным признаком изобретения является то, что сплошной слой формируется из материала, выбираемого из ряда: Ni, Fe, Co, Cu, Au, Ag.It is known that materials from the series: Ni, Fe, Co, Cu, Au, Ag can serve as masks for conducting the ion-beam etching of the base, and materials Ni, Fe, Co, Cu can serve as catalysts for the growth of carbon nanotubes, while all of them are chemically inert with respect to various compounds, which allows the films of these materials to decompose into droplets during heat treatments significantly lower than their melting temperature. Thus, a hallmark of the invention is that a continuous layer is formed from a material selected from the range: Ni, Fe, Co, Cu, Au, Ag.

Желательно, чтобы материал основы содержал элемент из ряда: W, Nb, Ta, C, Ti, V, Zr, Cr, Hf, Re, поскольку указанные элементы и их нитриды, карбиды, бориды и их сплавы хорошо известны и имеют достаточно низкую работу выхода электрона. Таким образом, отличительным признаком изобретения является то, что материал основы имеет низкую работу выхода электрона и выбирается из ряда элементов: W, Nb, Ta, C, Ti, V, Zr, Cr, Hf, Re, их нитридов, карбидов, боридов или их сплавов.It is desirable that the base material contains an element from the series: W, Nb, Ta, C, Ti, V, Zr, Cr, Hf, Re, since these elements and their nitrides, carbides, borides and their alloys are well known and have a fairly low work electron output. Thus, the hallmark of the invention is that the base material has a low electron work function and is selected from a number of elements: W, Nb, Ta, C, Ti, V, Zr, Cr, Hf, Re, their nitrides, carbides, borides or their alloys.

Целесообразно упорядоченно расположенные области формировать из материала, выбираемого из ряда: W, Nb, Ta, Ti, V, Zr, Cr, Hf, поскольку эти материалы хорошо известны как адгезионные слои и хорошо смачиваются материалами сплошного слоя Ni, Fe, Co, Cu, Au, Ag. Таким образом, отличительным признаком изобретения является то, что упорядоченно расположенные области формируются из материала, выбираемого из ряда: W, Nb, Ta, Ti, V, Zr, Cr, Hf.It is advisable to form ordered regions from a material selected from the series: W, Nb, Ta, Ti, V, Zr, Cr, Hf, since these materials are well known as adhesive layers and are well wetted by materials of a continuous layer of Ni, Fe, Co, Cu, Au, Ag. Thus, a hallmark of the invention is that the ordered regions are formed from a material selected from the series: W, Nb, Ta, Ti, V, Zr, Cr, Hf.

На фиг.1 приведены этапы предлагаемого способа изготовления упорядоченных наноструктур.Figure 1 shows the steps of the proposed method for the manufacture of ordered nanostructures.

На фиг.1a) представлен разрез структуры после формирования упорядоченно расположенных областей 3, смачиваемых материалом сплошного слоя, на поверхности основы 2, которая не смачивается материалом сплошного слоя.On figa) presents a section of the structure after the formation of ordered regions 3, wetted by the material of the continuous layer, on the surface of the substrate 2, which is not wetted by the material of the continuous layer.

На фиг.1б) представлен разрез структуры после нанесения поверх нее сплошного слоя 1.On figb) presents a section of the structure after applying a continuous layer 1 over it.

На фиг.1в) представлен разрез структуры после проведения термообработки, в результате которой материал сплошного слоя 1 освобождает не смачиваемые области 2 и накапливается на упорядоченно расположенных смачиваемых областях 3.On figv) presents a section of the structure after heat treatment, as a result of which the material of the continuous layer 1 releases non-wettable region 2 and accumulates on the ordered wetted regions 3.

Пример 1. На кремниевую подложку методом магнетронного распыления нанесли основу, являющую собой сплошной слой NbC толщиной 120 нм, после чего с помощью процессов наноимпринтлитографии, магнетронного распыления Мо и последующего взрыва фоторезиста были сформированы упорядоченно расположенные области, состоящие из Мо. Далее методом магнетронного распыления был нанесен сплошной слой никеля толщиной 10 нм, после чего была проведена термообработка полученной структуры при температуре 650°С в течение 15 мин, в результате чего был сформирован массив упорядоченно расположенных нанокластеров Ni. Затем с помощью процесса ионно-лучевого травления проводилось травление основы, причем образованный массив упорядоченных нанокластеров Ni при этом являлся маской.Example 1. On a silicon substrate by magnetron sputtering, a base was applied, which is a continuous NbC layer 120 nm thick, after which, using the processes of nanoimprint lithography, magnetron sputtering of Mo, and subsequent explosion of the photoresist, ordered regions consisting of Mo were formed. Next, a continuous nickel layer 10 nm thick was deposited by magnetron sputtering, after which the obtained structure was heat treated at 650 ° C for 15 min, as a result of which an array of ordered Ni nanoclusters was formed. Then, using the ion-beam etching process, the base was etched, and the formed array of ordered Ni nanoclusters was then a mask.

Пример 2. На кремниевой подложке, на которой выращен термический оксид кремния толщиной 300 нм, который является основой, с помощью процессов наноимпринтлитографии, магнетронного распыления Мо и последующего взрыва фоторезиста были сформированы упорядоченно расположенные области, состоящие из Мо. Далее методом магнетронного распыления был нанесен сплошной слой никеля толщиной 10 нм, после чего была проведена термообработка полученной структуры при температуре 600°С в течение 15 мин, в результате чего был сформирован массив упорядоченно расположенных нанокластеров Ni. Затем с помощью процесса химического осаждения из газовой фазы, стимулированного плазмой, при температуре 350°С в течение 30 мин формировалась углеродная наноструктура на массиве упорядоченно расположенных нанокластеров Ni, причем они при этом являлись катализатором.Example 2. On a silicon substrate on which 300 nm thick thermal silicon oxide is grown, which is the basis, using the processes of nanoimprint lithography, magnetron sputtering of Mo, and subsequent explosion of the photoresist, ordered regions consisting of Mo were formed. Next, a continuous nickel layer 10 nm thick was deposited by magnetron sputtering, after which the resulting structure was heat treated at a temperature of 600 ° C for 15 min, as a result of which an array of ordered Ni nanoclusters was formed. Then, using a process of chemical deposition from a gas phase stimulated by plasma at a temperature of 350 ° C for 30 min, a carbon nanostructure was formed on an array of ordered Ni nanoclusters, and they were a catalyst.

Настоящее изобретение позволяет устранить недостатки способа-прототипа, обеспечивая более высокую толщину материала, используемого в качестве маски и, как следствие этого, высокое аспектное отношение (высоты к ширине) элементов массива упорядоченных наноструктур, достигаемое в процессе реактивного ионно-лучевого травления, что обеспечивает высокую эффективность эмиссионных структур, возможность использования упорядоченной наноструктуры в качестве штампа наноимпринтлитографии, высокую адгезию материала сплошного слоя к материалу основы, каплеобразную форму нанокластеров, получаемых после проведения термообработки, что дает возможность выращивать углеродные нанотрубки, используя упорядоченный массив нанокластеров в качестве катализатора.The present invention allows to eliminate the disadvantages of the prototype method, providing a higher thickness of the material used as a mask and, as a consequence, a high aspect ratio (height to width) of the elements of the array of ordered nanostructures, achieved in the process of reactive ion-beam etching, which ensures high efficiency of emission structures, the possibility of using an ordered nanostructure as a nanoimprint lithography stamp, high adhesion of a continuous layer material to a material basics, the droplet shape of nanoclusters obtained after heat treatment, which makes it possible to grow carbon nanotubes using an ordered array of nanoclusters as a catalyst.

Проведенные патентные исследования показали, что совокупность признаков предлагаемого изобретения является новой, что доказывает новизну способа изготовления межсоединений полупроводникового прибора. Кроме того, патентные исследования показали, что в научно-технических источниках отсутствуют данные, оказывающие влияние отличительных признаков заявляемого изобретения на достижение технического результата, что подтверждает изобретательский уровень предлагаемого способа.Conducted patent studies have shown that the set of features of the invention is new, which proves the novelty of the method of manufacturing interconnects of a semiconductor device. In addition, patent studies have shown that in scientific and technical sources there is no data influencing the distinguishing features of the claimed invention to achieve a technical result, which confirms the inventive step of the proposed method.

Источники информацииInformation sources

1. П.Н.Дьячков. Углеродные нанотрубки: строение, свойства, применения. // М.: Бином, 2006. - 293 с.1. P.N.Dyachkov. Carbon nanotubes: structure, properties, applications. // M .: Binom, 2006 .-- 293 p.

2. Э.Г.Раков. Нанотрубки и фуллерены. // М.: Университетская книга. Логос, 2006. - 376 с.2. E.G. Rakov. Nanotubes and fullerenes. // M .: University book. Logos, 2006 .-- 376 p.

3. Патент США № US 7,151,209 B2 - прототип.3. US patent No. US 7,151,209 B2 - prototype.

4. Дубков С.В., Гаврилов С.А., Громов Д.Г., Красулин Г.А. Низкотемпературный процесс формирования углеродных трубчатых и графеновых структур. // Известия вузов. Электроника, №4(84), 2010, с.28-31.4. Dubkov S.V., Gavrilov S.A., Gromov D.G., Krasulin G.A. The low-temperature process of the formation of carbon tubular and graphene structures. // News of universities. Electronics, No. 4 (84), 2010, p. 28-31.

5. Громов Д.Г., Гаврилов С.А. Проявление гетерогенного механизма при плавлении малоразмерных систем. // Физика твердого тела, 2009, т.51, вып.10, с.2012-2021.5. Gromov D.G., Gavrilov S.A. Manifestation of a heterogeneous mechanism during the melting of small-sized systems. // Solid State Physics, 2009, vol. 51, issue 10, pp. 2012-2021.

6. Громов Д.Г., Гаврилов С.А., Редичев Е.Н., Климовицкая А.В., Аммосов P.M. Факторы, определяющие температуру плавления тонких пленок Cu и Ni на инертных поверхностях. // Журнал физической химии. №10, т.80, 2006, с.1856-1862.6. Gromov D.G., Gavrilov S.A., Redichev E.N., Klimovitskaya A.V., Ammosov P.M. Factors determining the melting temperature of thin films of Cu and Ni on inert surfaces. // Journal of physical chemistry. No. 10, vol. 80, 2006, p. 1856-1862.

Claims (5)

1. Способ изготовления упорядоченных наноструктур, включающий формирование упорядоченно расположенных областей на поверхности основы или в ее приповерхностном слое, нанесение сплошного слоя, отличающийся тем, что материал сплошного слоя смачивает упорядоченно расположенные области и не смачивает основу, после нанесения сплошного слоя проводится термообработка, зависящая от толщины и температуры плавления материала сплошного слоя, до образования массива упорядоченно расположенных нанокластеров, после чего проводится травление основы, причем массив упорядоченных нанокластеров при этом является маской, или формируется углеродная наноструктура на массиве упорядоченно расположенных нанокластеров, причем они при этом являются катализатором.1. A method of manufacturing ordered nanostructures, including the formation of ordered regions on the surface of the substrate or in its surface layer, applying a continuous layer, characterized in that the material of the continuous layer moistens the ordered regions and does not wet the substrate, after applying a continuous layer, heat treatment is carried out, depending on thickness and melting temperature of the material of the continuous layer, until an array of ordered nanoclusters is formed, after which the base is etched you, and the array of ordered nanoclusters in this case is a mask, or a carbon nanostructure is formed on the array of ordered nanoclusters, and they are also a catalyst. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что упорядоченно расположенные области, смачиваемые материалом сплошного слоя, формируются с использованием маски методом ионной имплантации примеси в основу, или методом ионной бомбардировки поверхности основы, или методом физического или химического осаждения из газовой фазы, или методом осаждения из раствора.2. The method according to claim 1, characterized in that the ordered regions wetted by the material of the continuous layer are formed using a mask by ion implantation of an impurity into a substrate, or by ion bombardment of the substrate, or by physical or chemical vapor deposition, or by precipitation from solution. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сплошной слой формируется из материала, выбираемого из ряда: Ni, Fe, Co, Cu, Au, Ag.3. The method according to claim 1, characterized in that the continuous layer is formed from a material selected from the series: Ni, Fe, Co, Cu, Au, Ag. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал основы имеет низкую работу выхода электрона и выбирается из ряда элементов: W, Nb, Ta, C, Ti, V, Zr, Cr, Hf, Re, их нитридов, карбидов, боридов или их сплавов.4. The method according to claim 1, characterized in that the base material has a low electron work function and is selected from a number of elements: W, Nb, Ta, C, Ti, V, Zr, Cr, Hf, Re, their nitrides, carbides, borides or their alloys. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что упорядоченно расположенные области формируются из материала, выбираемого из ряда: W, Mo, Nb, Ta, Ti, V, Zr, Cr, Hf. 5. The method according to claim 2, characterized in that the ordered regions are formed from a material selected from the series: W, Mo, Nb, Ta, Ti, V, Zr, Cr, Hf.
RU2011112826/28A 2011-04-05 2011-04-05 Method of making ordered nanostructures RU2462785C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112826/28A RU2462785C1 (en) 2011-04-05 2011-04-05 Method of making ordered nanostructures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112826/28A RU2462785C1 (en) 2011-04-05 2011-04-05 Method of making ordered nanostructures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2462785C1 true RU2462785C1 (en) 2012-09-27

Family

ID=47078619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011112826/28A RU2462785C1 (en) 2011-04-05 2011-04-05 Method of making ordered nanostructures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2462785C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2714350C2 (en) * 2017-12-26 2020-02-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) Method of producing ordered array of carbon nanotubes using coordinator molecules, developing secondary porosity in obtained supramolecular structures and material obtained using said method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7151209B2 (en) * 2002-04-02 2006-12-19 Nanosys, Inc. Methods of making, positioning and orienting nanostructures, nanostructure arrays and nanostructure devices
RU2314252C1 (en) * 2006-08-04 2008-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет) Method of making selective gas pickup on basis of system of oscillating carbon nano-pipes
RU2406689C2 (en) * 2005-04-25 2010-12-20 Смольтек Аб Nanostructure, precursor of nanostructure and method of forming nanostructure and precursor of nanostructure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7151209B2 (en) * 2002-04-02 2006-12-19 Nanosys, Inc. Methods of making, positioning and orienting nanostructures, nanostructure arrays and nanostructure devices
RU2406689C2 (en) * 2005-04-25 2010-12-20 Смольтек Аб Nanostructure, precursor of nanostructure and method of forming nanostructure and precursor of nanostructure
RU2314252C1 (en) * 2006-08-04 2008-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет) Method of making selective gas pickup on basis of system of oscillating carbon nano-pipes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2714350C2 (en) * 2017-12-26 2020-02-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) Method of producing ordered array of carbon nanotubes using coordinator molecules, developing secondary porosity in obtained supramolecular structures and material obtained using said method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4508894B2 (en) Matrix structure of carbon nanotube and method for producing the same
KR101626181B1 (en) Method for the controlled growth of a graphene film
CN108557758B (en) Method for growing nanowire array by guiding steps of circularly alternately etching homogeneous multistage slope surface
US9139914B2 (en) Three-dimensional copper nanostructure and fabrication method thereof
EP2463893B1 (en) Graphene structure and method of fabricating the same
JP4912600B2 (en) Carbon nanotube horizontal growth method and device including carbon nanotube
TWI426049B (en) Method of preparing graphene nanoribbons
JP4454931B2 (en) Manufacturing method of substrate having dot pattern and manufacturing method of columnar structure
KR100307310B1 (en) Manufacturing method for nano-size diamond whisker
JP2014523382A (en) Nano or microstructures composed of hierarchical carbon
JP2011102231A (en) Method of fabricating graphene using catalyst alloy
KR101614322B1 (en) Method for preparing graphene having controled layer number and method for fabricating electronic device using the same
JP2006225261A (en) Method of forming catalytic layer for synthesis of carbon nanotube and method of manufacturing carbon nanotube using the same
WO2003078687A1 (en) Porous material and process for producing the same
Taghavi et al. Synthesizing tubular and trapezoidal shaped ZnO nanowires by an aqueous solution method
RU2462785C1 (en) Method of making ordered nanostructures
Subramanian et al. Nanodiamond planar lateral field emission diode
EP2615062A2 (en) Method of growing carbon nanotubes laterally, and lateral interconnections and field effect transistor using the same
JP2017043495A (en) Heterojunction graphene nanoribbon, resonance tunnel diode and production method of the same
KR101470830B1 (en) Fabrication method of three-dimensional carbon structure and the structure thereof
KR20070104034A (en) Method of manufacturing tips for field emission, tips for field emission manufactured by the same, and device comprising the same
CN114604865B (en) Graphene nanoribbon composite structure and preparation method thereof
KR101399347B1 (en) Process for preparing nano channel using carbon nano tube and nano structure using the same
KR101208770B1 (en) Emitters having improved properties of electron emission and method of fabricating the same
US20240141530A1 (en) Method for producing copper composite structure, and energy storage device and substrate structure for raman scattering including copper composite structure produced thereby

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20141007

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200406