Obróbka półprzewodników przy pomocy złota

Obróbka półprzewodników przy pomocy złota

Naukowcy z NIST oraz IBM odkryli zdolność nanocząstek złota do samoistnego tworzenia nanokanalików, które pozwolą na budowę układów typu lab-on-a-chip. Złoto w takiej formie przebija się z łatwością przez warstwy fosforku indu oraz innych półprzewodników. Proces może w przyszłości pozwolić na integrację na układach scalonych laserów, falowodów, czujników oraz innych tego typu komponentów.

Jak to często ma miejsce, odkrycia dokonano przez przypadek, przeprowadzając eksperyment dotyczący utworzenia nanokabli. Niestety ten nie powiódł się z powodu zanieczyszczenia próbki. Jak się później okazało zanieczyszczeniem okazała się woda. Gdy dokonano obrazowania elektronowego wadliwej próbki okazało się, że w wyniku kontaktu złota z parą wodną w półprzewodniku utworzone zostały długie i proste nanokanaliki.

Po dalszych eksperymentach zauważono również, że gdy para wodna osiąga temperaturę co najmniej 440 stopni Celsjusza w strukturze fosforku indu powstają szczeliny w kształcie litery V, które pokrywają się ze ścieżkami wyznaczonymi przez strukturę krystaliczną półprzewodnika. Proces możliwy jest dzięki reakcji atomów indu i fosforu z atomami tlenu wody, która osadza się na nanocząsteczkach złota. Utlenione cząsteczki indu i fosforu odparowują, pozostawiając pustą za sobą pustą przestrzeń dla złota. Dzięki kontrolowaniu wielkości jego ziaren możliwe jest zapanowanie nad szerokością tworzonych kanalików.

Eksperymenty powiodły się także z fosforkiem galu oraz arsenkiem indu. Naukowcy mają jednak nadzieję, że sukcesem zakończy się również konfrontacja z krzemem i innymi rodzajami półprzewodników.

(rr)