Strukturelle und elektrische Untersuchungen an Anordnungen niedrigdimensionaler Nanostrukturen: (Cluster und Nanoröhren)
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INHALTSVERZEICHNIS
1 DIE NANO-ELEKTRONIK - EIN NEUES FORSCHUNGSGEBIET 1
1.1 ENTWICKLUNG DER NANO-ELEKTRONIK. 1
1.2 EINORDNUNG UND ZIELE DER ARBEIT. 3
2 DIE UNTERSUCHUNGSOBJEKTE: CHEMISCH SYNTHETISIERTE NANOSTRUKTUREN 9
2.1 KOHLENSTOFF-NANOROEHREN. 9
2.1.1 ENTDECKUNG UND HERSTELLUNG. 10
2.1.2 KLASSIFIKATION. 12
2.1.3 ELEKTRONISCHE EIGENSCHAFTEN . 16
2.1.4 SYNTHESE DURCH DIREKTES WACHSTUM AUF SUBSTRATEN.22
2.1.5 BORDOTIERTE KOHLENSTOFF-NANOROEHREN.23
2.2 VANADIUMPENTOXID (V
2
O
5
) NANOFIBERN.23
2.2.1 HERSTELLUNG. 23
2.2.2 STRUKTURELLE UND ELEKTRONISCHE EIGENSCHAFTEN.24
2.3 LIGANDENSTABILISIERTE CLUSTER. 25
2.3.1 DREI
YYAU55"
CLUSTER MIT VERSCHIEDENEN LIGANDEN .26
2.3.2 EIN CDSE CLUSTER MIT TOPO-LIGANDEN. 31
3 VORAUSSETZUNGEN ZUR ANORDNUNG DER UNTERSUCHUNGSOBJEKTE AUF SUBSTRATEN
33
3.1 CHEMISCHE MODIFIKATION VON AU55 CLUSTERN . 33
3.2 VERWENDETE SUBSTRATE . 38
3.2.1 SILIZIUMWAFER MIT EINER OXIDSCHICHT (SI02). 38
3.2.2 SILIZIUMNITRID (SI
3N4)-MEMBRANEN. 38
3.3 ANORDNUNG AN FLUESSIG-GASFOERMIGEN GRENZFLAECHEN (LB-TECHNIK).40
3.4 ANORDNUNG AN FEST-FLUESSIGEN GRENZFLAECHEN (SELBSTORGANISATION).42
4 STRUKTURELLE UND ELEKTRISCHE CHARAKTERISIERUNG DER
UNTERSUCHUNGSOBJEKTE 45
4.1 ELEKTRISCHE KONTAKTIERUNG.45
4.1.1 ELEKTRONENSTRAHL-LITHOGRAPHIE AUF SI3N4-MEMBRANEN.45
4.1.2 ELEKTRODENSTRUKTUREN MIT EINER LUECKE ZWISCHEN 50NM UND 20 NM . 45
4.1.3 NANOELEKTRODENSTRUKTUREN AUF SI3N4-MEMBRANEN MIT EINER LUECKE
KLEINER .49
4.1.4 SONSTIGE KONTAKTIERUNGSTECHNIKEN .53
4.2 MESSAUFBAU FUER DEN ELEKTRONISCHEN TRANSPORT.55
III
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/960155732
INHALTSVERZEICHNIS
5 ELEKTRONISCHER TRANSPORT: SIMULATION IN EINEM RATENGLEICHUNGSMODELL 59
5.1 DIE LADE-ENERGIE EINES EINZELELEKTRONEN-TRANSISTORS -
ELEKTROSTATISCHE BE
TRACHTUNG . . 60
5.2 UEBERGANGSRATEN UND STROM-SPANNUNGSKENNLINIEN . . 64
5.3 SIMULATIONSERGEBNISSE . 69
5.4 IDEALER BALLISTISCHER LEITER. 83
5.5 ZUSAMMENFASSUNG DES KAPITELS . .83
6 ZWEIDIMENSIONALE UEBERSTRUKTUREN VON CLUSTERN: MONOSCHICHTEN 85
6.1 LANGMUIR-BLODGETT FILME AUS AUGG-CLUSTEM . 85
6.1.1 AUSS-CLUSTER IN EINER POLYMER-MATRIX
. 85
6.1.2 LANGMUIR-BLODGETT MULTISCHICHTEN AUS THIOLSUBSTITUIERTEN AUGG CLU
STERN, AUSSSIOS . 87
6.2 SELBSTANORDNUNG VON AUGG UND CDSE-CLUSTERN IN MONOLAGEN . 93
6.2.1 SELBSTANORDNUNG VON AUGG CLUSTERN AUF SIC
2
SUBSTRATEN . 93
6.2.2 SELBSTANORDNUNG VON AUGG- UND CDSE-CLUSTERN AUF SBN^SUBSTRATEN
(MEMBRANEN). 97
6.3 ELEKTRISCHER TRANSPORT DURCH CLUSTERANORDNUNGEN .99
6.3.1 BISHERIGE TRANSPORTEXPERIMENTE . 99
6.3.2 AU
5
5
[(PPH3) 12CL6]-CLUSTER IN NANOLUECKEN KLEINER LONM .101
6.3.3 CDSE-CLUSTER AUF SHL^MEMBRANEN MIT ELEKTRODENSTRUKTUREN . . . 102
6.4 ZUSAMMENFASSUNG DES KAPITELS . 103
7 EINDIMENSIONALE UEBERSTRUKTUREN VON CLUSTERN: PARTIKELKETTEN 105
7.1 VERWENDUNG VON IONISCH GELADENEN POLYMEREN ALS TEMPLAT FUER 10 NM -
GOLDPARTIKEL . . 105
7.2 VERWENDUNG VON KOHLENSTOFF-NANOROEHREN ALS TEMPLAT. 106
7.3 VERWENDUNG VON VANADIUMOXID-NANOFIBEM ALS TEMPLAT . 107
7.4 LATERALE STRUKTURIERUNG VON CLUSTERSCHICHTEN.111
7.5 ZUSAMMENFASSUNG DES KAPITELS . . 112
8 ELEKTRONISCHER TRANSPORT DURCH EINZELNE CLUSTER: GOLD/LB-FILM/GOLD
SCHICHT
SYSTEME 115
8.1 ZUR GRENZFLAECHE ZWISCHEN METALLEN UND POLYMEREN . 116
8.2 HERSTELLUNG DER SANDWICHSTRUKTUR. 116
8.3 TRANSPORT DURCH EINE
SANDWICHSTRUKTUR. 118
8.4 QUERSCHNITTS-TEM ZUR ANALYSE DER CLUSTERHALTIGEN POLYMERFILME .119
8.5 SPALTPRAEPARATION FUER TEM QUERSCHNITTE .120
8.6 ZUSAM MENFASSUNG DES KAPITELS . 122
9 ELEKTRONISCHER TRANSPORT DURCH KOHLENSTOFF-NANOROEHREN 123
9.1 EINSCHALIGE KOHLENSTOFF-NANOROEHREN . . . 123
9.1.1 BISHERIGE TRANSPORTUNTERSUCHUNGEN
. 124
IV
INHALTSVERZEICHNIS
9.1.2 NANOROEHREN (BUENDEL) MIT GERINGER GATEABHAENGIGKEIT - SET BEI
T=4.2K.127
9.1.3 NANOROEHREN (BUENDEL) MIT DEUTLICHER GATEABHAENGIGKEIT - SET/FET
BEI T=4.2K UND ET.131
9.2 MEHRSCHALIGE KOHLENSTOFF-NANOROEHREN. 139
9.2.1 BISHERIGE TRANSPORTUNTERSUCHUNGEN. 140
9.2.2 TEMPERATURABHAENGIGER TRANSPORT VON MWCNT UND B-DOTIERTEN
TUBES.142
9.3 ZUSAMMENFASSUNG DES KAPITELS .146
10 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 149
LITERATURVERZEICHNIS 153
DANK 169
LEBENSLAUF ~ 171
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