فناوری های نانو لوله کربنی: دینامیک مولکولی

فناوری های نانو لوله کربنی: دینامیک مولکولی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه برق – الکترونیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

فناوری های نانو لوله کربنی: مطالعات وابسته به هم و دینامیک مولکولی

یک نانو لوله کربنی (CNT) نه تنها نشان دهنده آرایش یافتگی های اتمی منحصر به فرد می باشد، بلکه همچنین دارای خواص فیزیکی قابل توجهی نظیر بالاترین چگالی جریان فراتر از ، رسانایی فوق بالای حرارتی، قابل قیاس با الماس، حمل و نقل بالستیک / پرتابه ای در امتداد خط لوله، نیز می باشد. خواص فوق العاده آن CNT را به عنوان یکی از مواد ایده آل برای محدوده گسترده ای از کاربردها مطرح ساخته است. در این مبحث، ما مزیت های CNT ها برای فرآوری های به هم مرتبط ULSI را نشان خواهیم داد که بر مبنای عقیده ما می بایست این مورد را یکی از نوید دهنده ترین کاربردها برای CNT های فلزی به شمار آورد. ما ویژگی کنونی فناوری های ماده CNT شامل شبیه سازی های دینامیک مولکولی مکانیزم رشد CNT و پتانسیل CNT فلزی در خصوص اتصالات بینابینی ULSI آتی را مطرح می نماییم (شکل ۱).

به منظور کاربرد CNT ها در ULSI ها جهت بهره گیری از ویژگی های ممتاز آنها، لازم است تا نسبت به کاهش دمای رشد در حدود ۴۰۰ درجه سلسیوس اقدام نماییم، محدوده ای که با توجه به تحمل حرارتی دی الکتریک های کم- K مشخص می شوند. در سیستم CVD با فیلامت داغ، ترکیبی از C₂H₂، Ar و H₂ به عنوان منبع گازی به کار گرفته شده است. براین مبنا ما نسبت به حاصل آوردن نانو لوله های تک جداره (MWNT ها) با ورقه های گرافین کاملا گرافیتی شده، با استفاده از کاتالیزور Co بر روی سطوح تماس Ti در دمای ۴۵۰ درجه سلسیوس اقدام نمودیم (شکل ۲). علاوه براین ما نسبت به ایجاد نمونه های آزمایشی هزار زنجیره به قطر ۲ میکرومتر از طریق ترکیب حدودا هزار لوله اقدام کردیم (شکل ۳). از طریق بهینه سازی ساختار این پیوند  یا ارتباط بین MWNTها و لایه های تماسی انتهای Ti، ما قابلیت حاصل آوردن مقاومت ۷/۰ اهم برای یک قطر دومیکرومتری از طریق دمای رشد ۵۱۰ درجه سلسیوس را حاصل نموده که دارای مرتبه یکسان از نظر بزرگی مشابه با مقدار تئوریکی اتصالات W و یک مرتبه بزرگی بیشتر از Cu می باشد (شکل ۴). مقاومت مترادف / متشابه حدود ۷/۰ اهم بر حسب MWNT خود موکد آن است که غالب پوسته های میانی در ارتباط و تعامل با رسانایی حامل به عنوان یک کانال اضافه مد نظر می باشند. تولید CNT ها در یک چگالی بیشتر و قطر کوچکتر جهت حاصل آوردن مقاومت در حد کفایت اندک مشابه با سیم Cu قابل توجه می باشد. به منظور بررسی چگونگی کنترل قطر یک CNT و چگونگی افزایش چگالی، ما اقدام به بررسی فرایند رشد CNT با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی کلاسیک نمودیم (شکل ۵). برمبنای نتایج شبیه سازی، ما سعی در بررسی با استفاده تکنیک نانو ذره کاتالیزوری طبقه بندی شده برمبنای اندازه نمودیم تا آنکه قابلیت افزایش چگالی تا  وجود داشته باشد. ذرات نانو با استفاده از سایش لیزر تولید شده و با بهره گیری از یک تحلیل گر تحرک تفاضلی (Differential mobility analysis) طبقه بندی گردیده و بر روی زیر لایه ته نشست شد. ما تاکید می کنیم که این ذرات در طی فرایند رشد با به هم ریختگی روبرو نمی باشند و MWNT ها دارای قطرهای بیرونی در انطباق با اندازه های ذره هستند، که خود موکد آن است که این روش را می توان با استفاده از MWNT های کنترل شده – قطر تولید نمود.

فناوری های نانو لوله کربنی: دینامیک مولکولی

ما نگاه خود را معطوف به نتایج اولیه در خصوص قابلیت اطمینان از CNT می نماییم، در اینجا هیچ گونه تنزل آشکاری در جریان  مرتبط با  وجود ندارد، که خود قابل قیاس یا در یک چگالی جریان بالاتر در مقایسه با مقدار محدود شده Cu به واسطه پدیده الکترومهاجرت، برای صد ساعت در دمای اتاق، می باشد.

در این حالت، چگالی جریان ارزیابی شده یک نانو لوله در حدود  بوده است، که از دو مرتبه بزرگی بیشتر از چگالی جریان برای Cu برخوردار می باشد.