بررسی تأثیر گاز NO2  بر لایه های نازک و ضخیم نانوساختار سیلیکان متخلخل           

فهرست

 

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………….I

فصل 1: آشنایی با سیلیکان متخلخل                                                                          1

          1-1 مواد نیمرسانا………………………………………………………………………………………………2

               1-1-1 پیوندگاه های همگن …………………………………………………………………..5

               1-1-2 سد شوتکی ………………………………………………………..7

          1-1-3 اتصال اهمیک ………………………………………………………..8

          1-2 مواد نیمرسانای متخلخل……………………………………………………………………………..9

          1-3 آشنایی با سیلیکان متخلخل……………………………………………………………………….11

          1-4 ساخت سیلیکان متخلخل…………………………………………………………………………..12

               1-4-1 تخلخل …………………………………………………………………………..15

              1-4-2 تأثیر برخی پارامترهای آندیزاسیون بر تشکیل لایه های متخلخل…………16

          1-5 اندازه ی منافذ و ریخت شناسی لایه ی متخلخل………………………………………….21

 

فصل 2: ویژگی های  سیلیکان متخلخل                                                                     28

          2-1 ویژگی های ساختاری سیلیکان متخلخل……………………………………………………29

          2-2 ویژگی های شیمیایی سیلیکان متخلخل…………………………………………………….31

          2-3 ویژگی های الکترونیکی سیلیکان متخلخل………………………………………………..34

          2-4 ویژگی های الکتریکی سیلیکان متخلخل…………………………………………………..35

          2-5 ویژگی های اپتیکی سیلیکان متخلخل………………………………………………………37

               2-5-1 گاف نواری سیلیکان متخلخل…………………………………………………………..37

               2-5-2 پخش نور و پراکندگی……………………………………………………………………..37

               2-5-3 فوتولومینسانس……………………………………………………………………………..39

               2-5-4 جذب………………………………………………………………………………………………40

 

 

فصل 3: حسگرهای گازی و تأثیر ساختارهای متفاوت لایه ی متخلخل بر حسگرهای گازی سیلیکان متخلخل                                                                                       41                                                3-1 حسگر…………………………………………………………………………………………………….42

          3-2 ساختار کلی یک حسگر……………………………………………………………………………42

          3-3 مشخصه های حسگر ایده آل……………………………………………………………………43

          3-4 حسگرهای فیزیکی و شیمیایی………………………………………………………………….44

          3-5 نانوساختارها به عنوان حسگرهای گازی…………………………………………………….45

          3-6 نانوحسگر………………………………………………………………………………………………..46

               3-6-1 نانوحسگرهای در ارتباط با آلودگی هوا………………………………………………46

               3-6-2 نانوحسگرهای در ارتباط با نشت گازهای مهلک…………………………………47

          3-7 پارامترهای مهم در حسگرهای گازی………………………………………………………….47

          3-8 بهبود پارامترهای مؤثر بر حسگرهای گازی…………………………………………………49

          3-9 حسگرهای گازی سیلیکان متخلخل…………………………………………………………..50

          3-10 تأثیر نوع ساختار لایه ی متخلخل بر حسگرهای گازی سیلیکان متخلخل……50

 

 

فصل 4: فناوری نانو و روش های تصویربرداری از نانوساختارها                          54

          4-1 تعاریف مختلفی از فناوری نانو…………………………………………………………………..55

          4-2 عناصر پایه در فناوری نانو………………………………………………………………………..57

          4-3 روش های ساخت عناصر پایه ی فناوری نانو………………………………………………62

               4-3-1 رهیافت بالا به پایین………………………………………………………………………..62

               4-3-2 رهیافت پایین به بالا……………………………………………………………………….63

          4-4 کاربردهای فناوری نانو……………………………………………………………………………..63

          4-5 معرفی برخی از نانوساختارها…………………………………………………………………….64

          4-6 روش های تصویربرداری از  نانوساختارها……………………………………………………64

              4-6-1 میکروسکوپ الکترونی عبوری…………………………………………………………..66

               4-6-2 میکروسکوپ الکترونی روبشی………………………………………………………….70

               4-6-3 میکروسکوپ نیروی اتمی…………………………………………………………………71

               4-6-4 پراش پرتو ایکس…………………………………………………………………………….73

 

 

               4-6-5 مقایسه ی میکروسکوپ الکترونی عبوری، روبشی و میکروسکوپ نیروی

               اتمی…………………………………………………………………………………………………………..74

 

 

فصل 5: ساخت نمونه ها، اندازه گیری و تحلیل نتایج                                                        77

          5-1 مشخصات ویفر سیلیکان………………………………………………………………………….78

          5-2 لایه نشانی آلومینیوم بر سطح سیلیکان……………………………………………………79

          5-3 آماده سازی نمونه های لایه نشانی شده برای فرآیند تخلخل………………………81

          5-4 فرآیند متخلخل نمودن قطعات سیلیکان…………………………………………………..82

          5-5 اندازه گیری تخلخل نمونه ها…………………………………………………………………….86

          5-6 اندازه گیری ضخامت لایه ی متخلخل نمونه ها…………………………………………..87

          5-7 تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی نمونه های تهیه شده…88

          5-8 قرارگیری نمونه های نانوساختار سیلیکان متخلخل در مدار………………………..95

          5-9 رسم نمودارهای حاصل از اندازه گیری……………………………………………………….97

          5-10 تحلیل نتایج و نمودارها………………………………………………………………………….116