Nové nanoprvky pro elektroniku – příprava a charakterizace

Abstract

Táto práca sa zaoberá technikou výroby samousporiadaných nanoštruktúr pre elektrické aplikácie. Prototypy boli pripravené anodickou oxidáciou v dvoch dĺžkach a tromi rôznymi tepelnými úpravami. Štrukturálna charakterizácia bola spravená pomocou techniky SEM, TEM a EDX a vyhodnotenie nielen z štrukturálneho, ale aj z materiálového hľadiska. Jedinečná koreňová štruktúra samousporiadaných nanotyčiniek bola vyhodnotená a porovnaná po troch rôznych tepelných úpravách: po anodizácii, po vákuovom žíhaní, a po žíhaní vo vzduchu. Všetky prototypy obsahujú nanotyčinky s amorfnou štruktúrou, ale našli sa však aj nanokryštály pod koreňovými štruktúrami. Elektrická charakterizácia prototypov ukázala: odporové spínacie správanie (RS), diódové charakteristiky a charakteristiku podobnú pre diódy s kapacitorom. Aktívny povrch pre spínací mechanizmus je v hornej časti nanoštruktúr na rozhraní nanotyčiniek a zlatej elektródy. Výška Schottkyho bariéry na rozhraní Ti / TiO2 bola vypočítaná dvoma spôsobmi a pre všetky tri zariadenia bola nižšia ako 1,11 eV.This work proposes a technique for fabrication of a self-ordered nanostructures for electrical applications. The devices were prepared by anodic oxidation in two lengths and three different heat treatments. The structural characterization using SEM, TEM and EDX technics, respectively, were evaluated from structural and material point of view as well. The unique root structure of the highly self-ordered nanocolumn arrays was evaluated and compared after three different heat treatments: as anodized, vacuum annealed and air annealed, respectively. The possible crystallographic orientation of the columns was not observed, however the nano-crystallites under the root structures were found. The electrical study about the devices shown resistive switching behavior (RS), diode like behavior and a capacitive coupled diode like behavior as well. The active surface, from RS point of view, for the switching mechanism is at the top of the nanocolumns and the gold top electrode. The Schottky barrier height of the Ti/TiO2 interface was calculated with two methods, and it was lower than 1,11 eV for all three devices.