Одноэлектронные транзисторы с высокой зарядовой энергией тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат наук Дагесян, Саркис Арменакович

• Дагесян, Саркис Арменакович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Дагесян, Саркис Арменакович

Оглавление

Стр.

Введение

Глава 1. Обзор реализаций одномолекулярных и одноатомных

транзисторов

1.1 Методы механического создания зазора

1.1.1 Зондовый метод

1.1.2 Механически контролируемый разрыв соединения

1.2 Создание планарных электродов молекулярного транзистора

1.2.1 Возможности современной литографии

1.2.2 Методики уменьшения размера зазора

1.2.3 Метод электромиграции

1.3 Методы встраивания молекулярных объектов

1.4 Методы создания одноатомных транзисторов

1.5 Одноэлектронные транзисторы при высоких температурах

Глава 2. Изготовление и изучение планарной системы

электродов молекулярного транзистора

2.1 Электронно-лучевая и фотолитография

2.2 Электромиграция

2.2.1 Физическая модель и мировой опыт

2.2.2 Эксперимент

2.3 Релаксация квантового провода

2.4 Проводимсть нанозазора

2.4.1 Модель

2.4.2 Эксперимент

Глава 3. Исседование электронного транспорта через золотые

наночастицы

3.1 Встраивание наночастиц золота

3.1.1 Метод высушивания раствора

3.1.2 Метод электротреппинга

3.2 Измерения при 77 К

3.3 Высокотемпературный эксперимент

Глава 4. Изготовление одноэлектронных транзисторов на

основе одиночных примесных атомов

4.1 Формирование металлических электродов и кремниевого нанопровода

4.2 Электрические измерения сформированных нанопроводов

4.3 Уменьшение размера нанопроводов

4.4 Анализ электрических свойств полученных транзисторов

Заключение

Список цитируемой литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Одноэлектронные транзисторы с высокой зарядовой энергией»

Введение

Разрешающая способность современных промышленных паполитографи-ческпх систем непрерывно растёт уже более полувека. Ширина канала полевых транзисторов современных процессоров достигла 14 нм [1]. Разделены каналы транзисторов интервалом в 42 нм. Есть серьёзные основания полагать,что размер электронных компонент на чипе будет и дальше уменьшаться. Уже сейчас активно используются в промышленности для формирования изолирующих слоёв различные методы атомно-слоевого осаждения [2]. Развивается технология нанолитографии, в том числе разрабатываются альтернативные процессы, такие как Е11У литография [3], многолучевая электронная литография [4]. Уже анонсирован выход в серийное производство в 2017 году чипов, изготовленных по норме 7нм [5]. Современная индустрия приближается к возможности стабильно создавать планарные элементы электронных схем практически на атомарном масштабе. На таком масштабе классический подход к созданию электронных устройств на основе легированных полупроводниковых полевых транзисторов сталкивается с серьёзными проблемами. Однако открывается возможность использования физических эффектов, проявляющихся на столь малых масштабах. Одним из таких эффектов является одноэлектронное туннелирова-ние [6].

Первые одноэлектронные устройства были созданы уже более 25 лет назад [7]. Такие устройства обладают рядом уникальных свойств [8]. На их основе создан термометр для измерения криотемператур [9], наиболее точный метрологический стандарт тока с относительной точностью до 10-9 [10]. Перспективно их применение в качестве сенсоров электрического заряда, т. к. полученные рекордно низкие значения зарядового шума одноэлектронных устройств лишь немного отличаются от квантового предела ~ 10-6е/л/Тц [11]. Кроме того, одноэлектронные элементы обладают рекордно малой потребляемой мощностью (Ж ~ 10-9 — 10-12 Вт). В связи с этим они уже нашли своё применение в метрологических целях, а также в качестве вспомогательного устройства (сенсора) в ряде уникальных экспериментов [12].

Однако применение таких устройств сильно ограничено по температуре. Поначалу одноэлектронные эффекты наблюдались исключительно в диапазоне температур ниже 1 К. Рабочая температура одноэлектронных устройств прямо

пропорциональна кулоновской энергии зарядовых центров, на основе которых они созданы. В свою очередь, кулоновская энергия тем выше, чем меньше размер этих зарядовых центров. В этом смысле оптимальным было бы использование предельно малых объектов как основы одноэлектронных устройств. Очевидно, что максимальной зарядовой энергией будут обладать одноэлектронные устройства на основе одиночных атомов внутри кристаллической решётки или сложной молекулы. Предельно малые размеры таких объектов и высокая энергоэффективность одноэлектронных устройств позволяют говорить о принципиальной возможности сверхплотной упаковки таких элементов (п ~ 1012 см-2)

Простейшим и важнейшим элементом, в котором наблюдаются одноэлектронные эффекты, является одноэлектронный транзистор. Основными составляющими одноэлектронного транзистора являются остров (ключевой элемент устройства), надёжно отделённый туннельными переходами от стока и истока, а также электрод управления (затвор), влияющий на остров исключительно за счёт емкостной связи. В случае высокотемпературного одноэлектронного транзистора островом должен быть объект размером менее 5нм: одиночная нано-частица, молекула, молекулярный кластер или примесный атом в кристаллической решётке. Создание такого устройства является нетривиальной задачей в связи со сложностью манипулирования отдельными объектами столь малого размера, а также в связи с необходимостью очень близко подводить электроды транзистора к ним для создания туннельных переходов.

На сегодняшний день уже существует множество экспериментальных работ, где продемонстрированы различные варианты реализации одноэлектронных устройств на основе одиночных молекул или атомов [13], [14]. В них продемонстрирован ряд интересных квантовых эффектов, наблюдающихся при низких температурах [15]. Однако применение одноэлектронных устройств для высокотемпературных приложений до сих пор остаётся нерешённой задачей, несмотря на то, что принципиальная возможность наблюдения коррелированного туннелирования электронов даже при комнатной температуре давно экспериментально показана [16]. Дело в том, что сама технология изготовления подобных устройств достаточна специфична. Это либо методы, использующие иглу сканирующего туннельного микроскопа в качестве одного из электродов [16], либо методы, дающие крайне низкий выход годных образцов [17]. Поэтому разработка технологии изготовления одноэлектронных устройств на основе одиночных атомов и молекул в наиболее практически употребимой планарной

геометрии и исследование их свойств является на сегодняшний день актуальной задачей.

Целью данной работы является разработка лабораторной методики создания одноэлектронных транзисторов на основе объектов молекулярного (на-ночастицы золота 2-4 нм) и атомарного (примесные атомы в решётке кремния) масштаба, а также их воспроизводимое изготовление, исследование транспорта электронов в изготовленных элементах при различных температурах, в том числе высоких для одноэлектронных эффектов, их структурные исследования, физическая интерпретация полученных экспериментальных данных.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать лабораторную методику изготовления планарных электродов молекулярного транзистора на основе электронно-лучевой литографии и метода, использующего эффект электромиграции атомов в тонких плёнках.

2. Исследовать динамику разрыва нанопровода в результате проведения процесса электромиграции.

3. Исследовать электрические структурные характеристики полученных электродов для верной интерпретации данных последующих измерений зазоров со встроенными наночастицами.

4. Разработать лабораторную методику встраивания острова высокотемпературного одноэлектронного транзистора в полученный нанозазор между электродами.

5. Исследовать электрические характеристики одноэлектронных транзисторов молекулярного масштаба в широком диапазоне температур. Сопоставить данные электрических измерений со структурными исследованиями наносистем.

6. Разработать технологию изготовления кремниевых нанопроводов с сужением менее 50 нм из неравномерно легированного кремния-на-изо-ляторе (КИИ). Исследовать электронный транспорт в таких нанопро-водах при температуре 4.2 К.

7. Разработать методику контролируемого уменьшения размера кремниевого нанопровода до состояния, когда в месте наибольшего сужения нанопровода электронный транспорт проходит через 1-3 примесных атома.

8. Исследовать электрические характеристики полученных одноэлектрон-ных транзисторов на основе одиночных примесных атомов при температуре 4.2 К и 77 К.

Научная новизна:

1. Впервые исследована при комнатной температуре временная динамика проводимости квантового провода, образующегося в результате проведения процесса электромиграции и содержащего в поперечном сечении в месте наибольшего сужения менее 20 атомов золота. Продемонстрирована квантовая природа проводимости в таком проводе.

2. Исследованы электрические характеристики нанозазоров менее 5нм между золотыми электродами. Впервые продемонстрировано влияние контаминации, образующейся под электронным лучом во время сканирующей электронной микроскопии, на проводимость нанозазора.

3. Разработана оригинальная методика контролируемого встраивания малых наночастиц золота (2-4 нм) из раствора в нанозазор между металлическими электродами с помощью эффекта диэлектрофореза.

4. Исследован туннельный электронный транспорт через одиночные золотые наночастицы, а также через несколько наночастиц в широком диапазоне температур (77 - 300 К). Впервые продемонстрирован одно-электронный характер проводимости такой системы во всём диапазоне температур, а также возможность управления током через наночастицы с помощью электрического поля при температурах до 77 - 220 К

5. Разработана оригинальная технология изготовления кремниевых нано-проводов с сужением менее 50 нм из неравномерно легированного кремния на изоляторе.

6. Впервые разработана методика контролируемого постепенного уменьшения размера кремниевого нанопровода, обеспечивающая постепенный переход от провода с омическим сопротивлением к одноэлектрон-ному транзистору на одиночных примесных атомах.

Практическая значимость

Результаты диссертационной работы могут быть использованы для создания разнообразных высокотемпературных одноэлектронных устройств, таких как сверхчувствительные зарядовые сенсоры с высоким пространственным разрешением для сканирующих зондовых микроскопов. Применение разработанных одноэлектронных транзисторов в качестве элементов электронных вычис-

лительных схем, в том числе квантовых, перспективно в связи с полученным высоким значением зарядовой энергии этих устройств. Кроме того, разработанные в настоящей работе технологии создания одноэлектронных транзисторов на основе золотых наночастиц и атомов фосфора могут быть использованы также для создания и исследования одноэлектронных устройств на основе других наноразмерных объектов: различных молекул и примесных атомов.

Методология и методы исследования. Методика изготовления наноструктур, изучаемых в диссертационной работе, совместима со стандартной планарной технологией изготовления интегральных схем. Для создания экспериментальных образцов использовались следующие методы нанесения тонких плёнок: термическое вакуумное напыление, магнетронное распыление материалов. Для структурирования наносимых плёнок использовались два метода: фото- и электронно-лучевая литография. Использование глубокого ультрафиолета (длина волны 254 нм) при фотолитографии позволяло использовать для обоих методов литографии один и тот же слой позитивного полимерного ре-зиста — полиметилметакрилат (ПММА). Для переноса рисунка, сформированного в слое резиста, в слой металла или кремния использовался один из двух методов: реактивно-ионное травление тонких плёнок и так называемая "взрывная" литография (lift-off). Для создания нанозазоров методом электромиграции в ходе выполнения этой работы был создан стенд на базе скоростных ЦАП и АЦП, интегрированных с процессором. Основными методами диагностики полученных структур были световая, атомно-силовая и сканирующая электронная микроскопия высокого разрешения, а также непосредственные прецизионные электрические измерения (с точностью по току до 1пА), проводимые на постоянном токе.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Сопротивление утечки нанозазоров, изготовленных по разработанной в настоящей работе методике, превышает 300 ГОм в диапазоне напряжений до 0.5 В при величине зазора менее 5 нм, что делает их пригодными для создания планарных молекулярных одноэлектронных транзисторов и их исследования. Выход годных зазоров составляет более 90%,

2. Разработанные лабораторные экспериментальные методики создания нанозазоров и встраивания наночастиц с помощью метода электротреп-пинга позволяют получать одноэлектронные транзисторы на основе малых (2 - 4нм) наночастиц золота с выходом годных более 10 %.

3. Транспорт электронов через сформированные одноэлектронные транзисторы имеет коррелированный характер при температуре до 300 К. Продемонстрировано управление туннельным током через одиночную наночастицу с помощью затвора при температуре до 220 К

4. Разработанная технология изготовления и контролируемого уменьшения размера кремниевого нанопровода с помощью коротких сеансов реактивно-ионного травления (5 - 10 с) позволяет получать экспериментальные образцы для исследования туннельного транспорта электронов через несколько (1-3) примесных атомов.

5. Коррелированное туннелирование электронов через сформированное сужение в кремниевых нанопроводах с единичными примесными атомами фосфора имеет место как при температуре 4.2 К, так и при 77 К.

Достоверность полученных результатов обеспечивается согласием экспериментально измеренных электрических характеристик полученных систем с теоретически предсказанными значениями и зависимостями, а также согласием с экспериментальными данными, известными из литературы.

Личный вклад. В диссертации приведены результаты, полученные непосредственно автором или при его активном участии. Соискатель принимал непосредственное участие в постановке задач, изготовлении экспериментальных образцов, проведении экспериментов, обработке и анализе результатов, подготовке статей и докладов на конференциях.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях:

1. XIV Всероссийская научная школа-семинар «Физика и применение микроволн» («Волны-2013»), Красновидово, Московская область, Россия.

2. 4th International Conference on Superconductivity and Magnetism — ICSM-2014, Antalya, Turkey

3. International Conference "Micro- and Nanoelectronics — 2014" (ICMNE-2014), "Ershovo" resort, Zvenigorod, Moscow Region, Russia, 2014

4. V International Scientific Conference STRANN 2016, Санкт-Петербург, Россия, 2016

5. XV Всероссийская школа-семинар "Волновые явления в неоднородных средах" имени А.П. Сухорукова ("Волны-2016"), Красновидово, Московская область, Россия, 2016

6. 26-ая международная крымская конференция "ОВЧ-техники и телекоммуникационные технологии", 2016 г., Севастополь, Россия, 2016

7. International Conference "Micro- and nanoelectronics — 2016" (ICMNE — 2016), Moscow, Zvenigorod, Russia, 2016

Публикации. Основные результаты по теме диссертации изложены в 13 печатных изданиях, 3 из которых изданы в журналах, индексируемых Scopus и Web of Science, 1 — в рецензируемых трудах конференции, 9 — в тезисах докладов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и двух приложений. Полный объём диссертации составляет 118 страниц, включая 48 рисунков. Список литературы содержит 152 наименования.

и

Глава 1. Обзор реализаций одномолекулярных и одноатомных

транзисторов

Целью данной диссертационной работы является создание и изучение высокотемпературных одноэлектронных транзисторов. Устройство и принципы работы одноэлектронных транзисторов подробно изложены в работе [6]. Схематичное изображение одноэлектрошюго транзистора представлено на рис. 1.1. Ключевой элемент транзистора "остров". Он соединён туннельными переходами со стоком и истоком транзистора, а также у него есть емкостная связь с затвором транзистора. Электроны через одноэлектронный транзистор тунне-лируют коррелировано во времени. На вольт-амперных характеристиках такой структуры наблюдается подавление тока при небольших напряжениях V между стоком и истоком (напряжение смещения) Кулоновская блокада. Величина кулоновской блокады осциллирует в зависимости от напряжения на затворе транзистора (внешнего электрического поля).

"Остров"

Пунктирной линией выделен участок, соответствующий центральному

острову [18].

Для работы одноэлектрошюго транзистора необходимо выполнение следующих условий:

Ь

Ят > ^ = — « 25,6 кОм (1.1)

е2

ЕС = > ^Т (1.2)

Здесь Лу — туннельное сопротивление между электродами и островом транзистора, Лд — квант электрического сопротивления фон Клитцинга. Неравенство (1.1) фактически представляет из себя требование малости квантовых флуктуаций. Ее — это электростатическая зарядовая энергия острова транзистора. Неравенство (1.2) — это требование малости тепловых флуктуаций в системе. Зарядовая энергия острова зависит от её полной электрической ёмкости Полная ёмкость включает в себя собствеиную ёмкость С0 ~ 2п£0 зависящую от линейного размера объекта на основе которого создан одноэлек-тронный транзистор, а также взаимную ёмкость острова со всем окружением С', включающую в себя взаимную ёмкость острова со стоком, истоком и затвором транзистора. Для задачи о которой пойдёт речь ниже взаимную ёмкость можно грубо оценить как С' ~ 2О0, учитывая обязательное близкое расположение острова к стоку и истоку транзистора и сравнительно большое расстояние до затвора. Более точная оценка в большинстве случаев может быть выполнена с учётом конкретной геометрии устройства. Таким образом, для работы одноэлектронного транзистора при комнатной температуре из неравенства (1.2) получаем условие на размер острова транзистора (I ^ 5нм. Это означает, что в качестве острова транзистора необходимо использовать объект размером с малую молекулу или отдельный атом.

Впервые идея о создании электронного элемента на основе одиночной молекулы была высказана в 1974 году в знаменитой теоретической работе Дви-рама и Ратнера [19], где обсуждается возможность использования простой органической молекулы в качестве диода. Экспериментальные работы по данной тематике появились значительно позднее, лишь в 90-е годы XX века. Такая задержка связана со значительными техническими трудностями при попытке включения столь малого объекта в измерительную электрическую цепь. Существуют две основные технические проблемы: сложность создания электродов с нанометровым зазором между ними, невозможность манипулирования отдельными объектами такого масштаба и, соответственно, невозможность их точного позиционирования.

В данной главе диссертационной работы представлен обзор существующих на сегодняшний день техник создания устройств на основе одиночных молекул, молекулярных кластеров и примесных атомов в кристаллической решётке. Также рассмотрены результаты экспериментов с созданными устройствами при высоких температурах. Устройства на основе молекулярных объектов преимущественно создаются по принципу "снизу-вверх", когда используются предварительно синтезированные молекулы или наночастицы, встраиваемые затем в подготовленую отдельно систему электродов. Поэтому технология создания одномолекулярных устройств естественным образом разделяется на два этапа:

1. Создание системы планарных металлических электродов.

2. Встраивание молекулярного объекта, служащего островом формируемого транзистора, в нанозазор между элекродами.

Технологии создания одноэлектронных элементов на основе примесных атомов чаще всего используют обратный подход "сверху-вниз", когда из предварительно подготовленного кристалла травлением или иными методами формируется интересующая структура. Поэтому методики формирования подобных структур будут рассмотрены в отдельном параграфе.

1.1 Методы механического создания зазора

1.1.1 Зондовый метод

Исторически первые эксперименты по изучению электронного транспорта через одиночные молекулы были проведены с помощью иглы сканирующего туннельного микроскопа [20], [21], которая выполняла роль одного из электродов, соединяющих молекулу с измерительной аппаратурой. В качестве второго электрода в таком эксперименте используется подложка. Перед экспериментом на проводящую подложку наносятся наночастицы, молекулярные кластеры или самоорганизующийся слой молекул. Далее задача сводится к поиску на поверхности интересующих объектов путём снятия вольт-амперных характеристик.

Именно с помощью этого метода был впервые продемонстрирован коррелированный транспорт электронов через одиночные молекулы при комнат-

ной температуре [20], а немного позднее был создан первый одноэлектронный транзистор, работающий при 300 К [16]. Схематически этот транзистор проиллюстрирован на рис. 1.2. На поверхности образца был предварительно создан изолированный от подложки золотой электрод, выступающий в качестве затвора транзистора. Далее образец покрывался мономолекулярной плёнкой из смеси стеариновой кислоты и карборановых металлорганических кластеров [22]. Кластеры размером 2 им, зафиксированные в матрице стеариновой кислоты, выступали в роли острова транзистора.

1 МП

400 nm

Рисунок 1.2 Схематичное изображение высокотемпературного одноэлектрошюго транзистора на базе иглы СТМ; 1 подложка из графита, 2 изолирующий слой, 3 золотая плёнка, выступающая в качестве затвора.

[16].

Зондовые методы до сих пор широко используют для непосредственного исследования проводимости через разного рода органические молекулы [23] [28]. Сегодня это довольно распространённый научный инструмент. В наши дни чаще для этих задач используется игла атомно-силового микроскопа, а измерения зачастую проводят с погружённым в растворитель образцом. С помощью этого инструмента были экспериментально продемонстрированы различные механизмы электронного транспорта через одиночные молекулы [29], а также подробно исследовано влияние на электронный транспорт выбранного типа линкеров, обеспечивающего химическую связь молекулы с электродами (обычно золотыми) [30] [32].

Основные сложности при изучении электронного транспорта через одиночные молекулы зондовым методом является невозможность жёстко зафикси-

ровать иглу в нужном положении. В связи с температурным дрейфом пьезоэле-мепта, позиционирующего зонд, время измерений оказывается сильно ограничено. По этой причине измерения проводимости одиночных молекул сегодня и вовсе не проводятся при стационарном положении иглы. Обычно она приводится в плотный контакт с подложкой, а затем отодвигается от неё. Измерения идут параллельно. Когда игла перестаёт касаться подложки, то ток идёт параллельно через несколько молекул. Дальнейшее движение иглы приводит к скачкообразному уменьшению проводимости, вызванному разрывом химическим связей между молекулами и атомами золота. Проблема воспроизводимости результата решается путём набора большой статистики. В случае использования такой техники можно автоматически провести тысячи измерений за разумный интервал времени.

1.1.2 Механически контролируемый разрыв соединения

Наряду с зондовой, существует также вторая популярная методика создания зазора с помощью активного механического устройства, контролирующего его размер. Метод подразумевает контролируемый механический разрыв предварительно сформированного на поверхности образца золотого нанопровода с помощью деформации (изгиба) подложки (рис. 1.3). В англоязычной литературе методика сокращённо называется MCBJ (Mechanically Controlled Break Junction). При подготовке образца подложка под местом ожидаемого разрыва нанопровода заранее стравливается. Во время эксперимента образец закрепляется по краям, а подпирающий его снизу по центру стержень приводит к изгибу подложки и разрыву нанопровода на её поверхности. Изгиб регулируется пьезоэлектрическим микродвигателем. За счёт геометрии образца, смещение стержня на несколько нанометров приводит к смещению электродов порядка пикометров [33], позволяя очень точно регулировать величину зазора.

Изначально эта техника была разработана для изучения точечных металлических контактов [34], а также туннельного транспорта в сверхпроводящих SIS структурах [35]. В пионерской работе, где эта методика впервые была использована для исследования молекул, изучалась простая молекула 1,4-бензол-дитиола [36]. Эта молекула представляет из себя бензольное кольцо с двумя

Рисунок 1.3 Иллюстрация принципа создания электродов молекулярного транзистора методом механического разрыва соединения [28].

тиольными группами, связывающимися химически с электродами транзистора. Длина такой молекулы всего лишь около 6А, что не является проблемой для данного метода.

На сегодняшний день данная методика также активно применяется в научных исследованиях [37], [38]. Например, её возможности понадобились в таких уникальных исследованиях, как исследования механизмов переноса тепла в молекулярных проводниках [39]. Стабильность полученных таким способом элементов значительно выше, нежели в случае использования иглы зондового микроскопа. Однако в целом сложности двух методов довольно близкие.

Несмотря на то, что описанные выше методы являются наиболее популярными в фундаментальных исследованиях одиночных молекул, они бесперспективны с точки зрения практического применения одномолекулярных устройств по ряду причин. Эти методы крайне сложно масштабировать для создания на подложке даже нескольких одномолекулярных элементов, не говоря уже о создании на их основе более сложного устройства. Кроме того, необходимость непрерывной работы активного механического устройства, требование на наличие виброразвязки, а также сложная геометрия структур делает крайне затруднительным их использование даже для тех задач, где требуется всего один одно-

электронный транзистор в качестве чувствительного сенсора. Но наибольшую сложность представляет упомянутая выше нестабильность созданных структур, связанная с невозможностью жёстко закрепить иглу зондового микроскопа или стержень, ихгибающий подложку, в нужном положении.

Поэтому далее будет представлен обзор существующих методик создания наиболее практически значимых планарных электродов одномолекулярных транзисторов.

1.2 Создание планарных электродов молекулярного транзистора 1.2.1 Возможности современной литографии

Планарная реализация одноэлектронного транзистора подразумевает, что элемент будет сформирован в плоскости на поверхности диэлектрической подложки. В сравнении с зондовыми методиками здесь появляется дополнительная сложность, решению которой будет посвящена глава 2 данной диссертационной работы, связанная с трудностью воспроизводимого изготовления электродов с зазором менее 5 им стандартными литографическими методами. Величина около 7 нм на сегодняшний день является предельно достижимой для наиболее часто используемой в лабораториях при создании планарных наноструктур электронно-лучевой литографии [40]. При этом имеется в виду литография высокого разрешения, используюшая специальный резист. Поэтому создавать нужного размера зазоры прямой литографией можно лишь пожертвовав выходом годных электродов [41]. Здесь и далее годными системами электродов считаются те, что имеют зазор между стоком и истоком менее 5нм. При попытке создать такие зазоры электронно-лучевой литографией часть электродов остаются замкнутыми друг с другом, а между некоторыми из них будет слишком большой зазор. Пригодные электроды необходимо в таком случае отбирать статистически.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дагесян, Саркис Арменакович, 2017 год

Список цитируемой литературы

[1] (). Intel Xeon Processor Е5-2699 v4 (55М Cache, 2.20 GHz), url: http://ark. intel. com / products /91317/ Intel- Xeon- Processor- E5- 2699- v4- 55M- Cache-2_20-GHz (дата обр. 2016).

[2] S. M. George, "Atomic layer deposition: An overview", Chemical reviews, vol. 110, no. 1, p. 111-131, 2009.

[3] A. Pirati, R. Peeters, D. Smith и др., "Performance overview and outlook of EUV lithography systems", в SPIE Advanced Lithography, International Society for Optics и Photonics, 2015, 94221 P 94221 P.

[4] I. Servin, N. A. Thiam, P. Pimenta-Barros и др., "Ready for multi-beam exposure at 5kV on MAPPER tool: lithographic and process integration performances of advanced resists/stack", в SPIE Advanced Lithography, International Society for Optics и Photonics, 2015, c. 94231С 94231С.

[5] (2016). GlobalFoundries Press Release, url: http: / / www. globalfoundries. com / newsroom / press- releases / globalfoundries- extends- roadmap- to- deli ver-industry-s-leading-performance-offering-of-7nm-finfet-technology.

[6] D. Averin и К. Likharev, "Single electronics: A correlated transfer of single electrons and Cooper pairs in systems of small tunnel junctions", Mesoscopic phenomena in solids, т. 30, с. 173—271, 1991.

[7] T. A. Fulton and G. J. Dolan, "Observation of single-electron charging effects in small tunnel junctions", Physical review letters, vol. 59, no. 1, p. 109, 1987.

[8] K. K. Likharev, "Single-electron devices and their applications", Proceedings of the IEEE, vol. 87, no. 4, p. 606-632, 1999.

[9] J. Kauppinen, K. Loberg, A. Manninen, et al., "Coulomb blockade thermometer: Tests and instrumentation", Review of scientific instruments, vol. 69, no. 12, p. 4166-4175, 1998.

[10] J. P. Pekola, O.-P. Saira, V. F. Maisi, et al., "Single-electron current sources: Toward a refined definition of the ampere", Reviews of Modern Physics, vol. 85, no. 4, p. 1421, 2013.

[11] V. Krupenin, D. Presnov, M. Savvateev, et al., "Noise in al single electron transistors of stacked design", Journal of applied physics, vol. 84, no. 6, p. 3212-3215, 1998.

[12] Y. Wei, J. Weis, K. v. Klitzing, and K. Eberl, "Edge strips in the quantum hall regime imaged by a single-electron transistor", Physical review letters, vol. 81, no. 8, p. 1674, 1998.

[13] S. Kubatkin, A. Danilov, M. Hjort и др., "Single-electron transistor of a single organic molecule with access to several redox states", Nature, т. 425, № 6959, с. 698—701, 2003.

[14] P. M. Koenraad and M. E. Flatte, "Single dopants in semiconductors", Nature materials, vol. 10, no. 2, p. 91-100, 2011.

[15] D. Goldhaber-Gordon, H. Shtrikman, D. Mahalu, et al., "Kondo effect in a single-electron transistor", Nature, vol. 391, no. 6663, p. 156-159, 1998.

[16] E. Soldatov, V. Khanin, A. Trifonov, et al., "Single-electron transistor based on a single cluster molecule at room temperature", Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, vol. 64, no. 7, p. 556-560, 1996.

[17] Y. A. Pashkin, Y. Nakamura, and J. Tsai, "Room-temperature al single-electron transistor made by electron-beam lithography", Applied Physics Letters, vol. 76, no. 16, p. 2256-2258, 2000.

[18] Я. Герасимов, "Теоретическое исследование электронного транспорта в молекулярном одноэлектронном транзисторе", дис. ... док., НИЦ "Курчатовский институт", 2014.

[19] A. Aviram and M. A. Ratner, "Molecular rectifiers", Chemical Physics Letters, vol. 29, no. 2, p. 277-283, 1974.

[20] H. Nejoh, "Incremental charging of a molecule at room temperature using the scanning tunnelling microscope", Nature, vol. 353, no. 6345, p. 640642, 1991.

[21] C. Schonenberger, H. Van Houten, and H. Donkersloot, "Single-electron tunnelling observed at room temperature by scanning-tunnelling microscopy", EPL (Europhysics Letters), vol. 20, no. 3, p. 249, 1992.

[22] L. A. Oro, P. Braunstein и P. R. Raithby, Metal clusters in chemistry. Wiley-vch Weinheim, Germany, 1999, т. 3.

[23] X. Xiao, B. Xu, and N. Tao, "Conductance titration of single-peptide molecules", Journal of the American Chemical Society, vol. 126, no. 17, p. 5370-5371, 2004.

[24] R. Yamada, H. Kumazawa, T. Noutoshi, et al., "Electrical conductance of oligothiophene molecular wires", Nano letters, vol. 8, no. 4, p. 1237-1240, 2008.

[25] R. Yamada, H. Kumazawa, S. Tanaka, and H. Tada, "Electrical resistance of long oligothiophene molecules", Applied physics express, vol. 2, no. 2, p. 025 002, 2009.

[26] J. Ulrich, D. Esrail, W. Pontius, et al., "Variability of conductance in molecular junctions", The Journal of Physical Chemistry B, vol. 110, no. 6, p. 2462-2466, 2006.

[27] T. Nakamura, T. Miyamae, D. Yoshimura, et al., "Alkyl chain conformation and the electronic structure of octyl heavy chalcogenolate monolayers adsorbed on au (111)", Langmuir, vol. 21, no. 11, p. 5026-5033, 2005.

[28] M. Tsutsui and M. Taniguchi, "Single molecule electronics and devices", Sensors, vol. 12, no. 6, p. 7259-7298, 2012.

[29] T. Hines, I. Diez-Perez, J. Hihath, et al., "Transition from tunneling to hopping in single molecular junctions by measuring length and temperature dependence", Journal of the American Chemical Society, vol. 132, no. 33, p. 11658-11664, 2010.

[30] K. Yokota, M. Taniguchi, H. Tanaka, and T. Kawai, "Metallic nature of metal-molecule interface formed by au-se bonds", Physical Review B, vol. 77, no. 16, p. 165 416, 2008.

[31] M. Dell'Angela, G. Kladnik, A. Cossaro, et al., "Relating energy level alignment and amine-linked single molecule junction conductance", Nano letters, vol. 10, no. 7, p. 2470-2474, 2010.

[32] M. Kiguchi, S. Miura, K. Hara, et al., "Conductance of a single molecule anchored by an isocyanide substituent to gold electrodes", Applied physics letters, vol. 89, no. 21, p. 213104, 2006.

[33] J. Van Ruitenbeek, A. Alvarez, I. Pineyro, et al., "Adjustable nanofabri-cated atomic size contacts", Review of Scientific Instruments, vol. 67, no. 1, p. 108-111, 1996.

[34] C. Muller, J. Van Ruitenbeek, and L. De Jongh, "Experimental observation of the transition from weak link to tunnel junction", Physica C: Superconductivity, vol. 191, no. 3-4, p. 485-504, 1992.

[35] J. Moreland and J. Ekin, "Electron tunneling experiments using nb-sn "break"junctions", Journal of applied physics, vol. 58, no. 10, p. 38883895, 1985.

[36] M. A. Reed, C. Zhou, C. Muller, et al., "Conductance of a molecular junction", Science, vol. 278, no. 5336, p. 252-254, 1997.

[37] S. J. van der Molen and P. Liljeroth, "Charge transport through molecular switches", Journal of Physics: Condensed Matter, vol. 22, no. 13, p. 133 001, 2010.

[38] C. R. Arroyo, S. Tarkuc, R. Frisenda, et al., "Signatures of quantum interference effects on charge transport through a single benzene ring", Angewandte Chemie International Edition, vol. 52, no. 11, p. 3152-3155, 2013.

[39] Y. Dubi and M. Di Ventra, "Colloquium: Heat flow and thermoelectricity in atomic and molecular junctions", Reviews of Modern Physics, vol. 83, no. 1, p. 131, 2011.

[40] J. K. Yang, B. Cord, H. Duan, et al., "Understanding of hydrogen silsesquioxane electron resist for sub-5-nm-half-pitch lithography", 2009.

[41] K. Liu, P. Avouris, J. Bucchignano h ^p., "Simple fabrication scheme for sub-10 nm electrode gaps using electron-beam lithography", Applied Physics Letters, t. 80, № 5, c. 865^867, 2002.

[42] Y.-K. Choi, T.-J. King, and C. Hu, "A spacer patterning technology for nanoscale cmos", IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 49, no. 3, p. 436-441, 2002.

[43] G. Dolan, "Offset masks for lift-off photoprocessing", Applied Physics Letters, vol. 31, no. 5, p. 337-339, 1977.

[44] L. Sun, S. Chin, E. Marx h ^p., "Shadow-evaporated nanometre-sized gaps and their use in electrical studies of nanocrystals", Nanotechnology, t. 16, № 6, c. 631, 2005.

[45] S. Kubatkin, A. Danilov, M. Hjort h pp., "Single-electron transistor of a single organic molecule with access to several redox states", Nature, t. 425, № 6959, c. 698—701, 2003.

[46] A. A. Tseng, "Recent developments in micromilling using focused ion beam technology", Journal of Micromechanics and Microengineering., t. 14, № 4, R15, 2004.

[47] S. Boden, Z. Moktadir, D. Bagnall h ^p., "Focused helium ion beam milling and deposition", Microelectronic Engineering, t. 88, № 8, c. 2452 2455. 2011.

[48] M. Principe, M. Consales, A. MIcco h ^p., "Optical fiber meta-tips", b Asia-Pacific Optical Sensors Conference, Optical Society of America, 2016, Th4A—58.

[49] O. Scholder, K. Jefimovs, I. Shorubalko h ^p., "Helium focused ion beam fabricated plasmonic antennas with sub-5 nm gaps", Nanotechnology, t. 24, № 39, c. 395 301, 2013.

[50] V. Ray, R. Subramanian, P. Bhadrachalam h ^p., "CMOS-compatible fabrication of room-temperature single-electron devices", Nature nanotechnology, t. 3, № 10, c. 603^608, 2008.

[51] S. Boussaad h N. Tao, "Atom-size gaps and contacts between electrodes fabricated with a self-terminated electrochemical method", Applied physics letters, t. 80, № 13, c. 2398^2400, 2002.

[52] A. Umeno h K. Hirakawa, "Fabrication of atomic-scale gold junctions by electrochemical plating using a common medical liquid", Applied Physics Letters, t. 86, № 14, c. 143 103, 2005.

[53] Y. Yasutake, K. Kono, M. Kanehara h ^p., "Simultaneous fabrication of nanogap gold electrodes by electroless gold plating using a common medical liquid", Applied Physics Letters, t. 91, № 20, c. 203107, 2007.

[54] J. Xiang, B. Liu, S.-T. Wu h ^p., "A Controllable Electrochemical Fabrication of Metallic Electrodes with a Nanometer/Angstrom-Sized Gap Using an Electric Double Layer as Feedback", Angewandte Cheniie International Edition, t. 44, № 8, c. 1265^1268, 2005.

[55] N. Okabayashi, K. Maeda, T. Muraki h ^p., "Uniform charging energy of single-electron transistors by using size-controlled Au nanoparticles", Applied Physics Letters, t. 100, № 3, c. 033101, 2012.

[56] P. Steinmann h J. Weaver, "Fabrication of sub-5 nm gaps between metallic electrodes using conventional lithographic techniques", Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures Processing, Measurement, and Phenomena, t. 22, № 6, c. 3178—3181, 2004.

[57] I. Sapkov h E. Soldatov, "Narrowing of nanogap for purpose of molecular single-electronics", b International Conference on Micro-and Nano-Electronics 2012, International Society for Optics h Photonics, 2013, 870000^870000.

[58] F. M. d'Heurle, "Electromigration and failure in electronics: An introduction", Proceedings of the IEEE, t. 59, № 10, c. 1409^1418, 1971.

[59] I. A. Blech h H. Sello, "The failure of thin alluminum current-carrying strips on oxidized silicon", b Physics of Failure in Electronics, 1966. Fifth Annual Symposium on the, IEEE, 1966, c. 496^505.

[60] H. Park, A. K. Lim, A. P. Alivisatos h ^p., "Fabrication of metallic electrodes with nanometer separation by electromigration", Applied Physics Letters, t. 75, № 2, c. 301^303, 1999.

[61] H. Heersche, Z. De Groot, J. Folk h ,np., "Electron transport through single Mn 12 molecular magnets", Physical review letters, t. 96, № 20, c. 206 801, 2006.

[62] N. Roch, S. Florens, V. Bouchiat h ,np., "Quantum phase transition in a single-molecule quantum dot", Nature, t. 453, № 7195, c. 633—637, 2008.

[63] A. S. Zyazin, J. W. van den Berg, E. A. Osorio h ,np., "Electric field controlled magnetic anisotropy in a single molecule", Nano letters, t. 10, № 9, c. 3307^ 3311, 2010.

[64] H. S. van der Zant, Y.-V. Kervennic, M. Poot h ^p., "Molecular three-terminal devices: fabrication and measurements", Faraday discussions, t. 131, c. 347^ 356, 2006.

[65] H. B. Heersche, G. Lientschnig, K. O'Neill h ^p., "In situ imaging of electromigration-induced nanogap formation by transmission electron microscopy", Applied Physics Letters, t. 91, № 7, c. 072 107, 2007.

[66] D. Strachan, D. Smith, D. Johnston h pp., "Controlled fabrication of nanogaps in ambient environment for molecular electronics", Applied Physics Letters, t. 86, № 4, c. 043109, 2005.

[67] A. Stepanov, E. Soldatov h O. Snigirev, "Implementation of molecular transistor electrodes by electromigration", Journal of superconductivity and novel magnetism, t. 24, № 1-2, c. 1087^1093, 2011.

[68] K. O'Neill, E. Osorio h H. Van der Zant, "Self-breaking in planar few-atom Au constrictions for nanometer-spaced electrodes", Applied Physics Letters, t. 90, № 13, c. 133 109, 2007.

[69] M. Tsutsui, K. Shoji, M. Taniguchi h T. Kawai, "Formation and self-breaking mechanism of stable atom-sized junctions", Nano letters, t. 8, № 1, c. 345 349, 2008.

[70] Q. Yu, L. Cui, N. Lequeux h ^p., "In-Vacuum Projection of Nanoparticles for On-Chip Tunneling Spectroscopy", ACS nano, t. 7, № 2, c. 1487 1494. 2013.

[71] P. W. Rothemund, "Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns", Nature, t. 440, № 7082, c. 297^302, 2006.

[72] L. Grill, M. Dyer, L. Lafferentz h ^p., "Nano-architectures by covalent assembly of molecular building blocks", Nature nanotechnology, t. 2, № 11, c. 687—691, 2007.

[73] D. Fujita, Y. Ueda, S. Sato h ,np., "Self-assembly of tetravalent Goldberg polyhedra from 144 small components", Nature, t. 540, № 7634, c. 563—566, 2016.

[74] J. Shang, Y. Wang, M. Chen h ^p., "Assembling molecular Sierpiriski triangle fractals", Nature chemistry, t. 7, № 5, c. 389—393, 2015.

[75] F.-R. F. Fan, J. Yang, L. Cai h ^p., "Charge transport through self-assembled monolayers of compounds of interest in molecular electronics", Journal of the American Chemical Society, t. 124, № 19, c. 5550—5560, 2002.

[76] A. Bezryadin, C. Dekker h G. Schmid, "Electrostatic trapping of single conducting nanoparticles between nanoelectrodes", Applied Physics Letters, t. 71, № 9, c. 1273 1275. 1997.

[77] A. Kuzyk, "Dielectrophoresis at the nanoscale", electrophoresis, t. 32, № 17, c. 2307—2313, 2011.

[78] H. A. Pohl h H. Pohl, Dielectrophoresis: the behavior of neutral matter in nonuniform electric fields. Cambridge university press Cambridge, 1978, t. 80.

[79] D. Cheon, S. Kumar h G.-H. Kim, "Assembly of gold nanoparticles of different diameters between nanogap electrodes", Applied Physics Letters, t. 96, № 1, c. 013101, 2010.

[80] L. Zheng, S. Li, J. P. Brody h P. J. Burke, "Manipulating nanoparticles in solution with electrically contacted nanotubes using dielectrophoresis", Langmuir, t. 20, № 20, c. 8612^8619, 2004.

[81] E. K. Beloglazkina, A. G. Majouga, E. A. Manzheliy h ^p., "Mononuclear ruthenium (II) and rhodium (III) complexes with S-[4-(2, 2: 6', 2 "-terpyridin-4'-yl) phenoxy] butyl ethanethioate and 4'-|4-( 1. 2-dithiolane-3-yl) butylcarboxy) phenyl]-2, 2': 6', 2 "-terpyridine: Synthesis, electrochemistry, antibacterial activity and catalytical application", Polyhedron, t. 85, c. 800^808, 2015.

[82] J. Park, A. N. Pasupathy, J. I. Goldsmith h ,np., "Coulomb blockade and the Kondo effect in single-atom transistors", Nature, t. 417, № 6890, c. 722—725, 2002.

[83] H. Sellier, G. Lansbergen, J. Caro h ^p., "Transport spectroscopy of a single dopant in a gated silicon nanowire", Physical review letters, t. 97, № 20, c. 206 805, 2006.

[84] G. Lansbergen, R. Rahman, C. Wellard h ,np., "Gate-induced quantum-confinement transition of a single dopant atom in a silicon FinFET", Nature Physics, t. 4, № 8, c. 656—661, 2008.

[85] M. Pierre, R. Wacquez, X. Jehl h ,np., "Single-donor ionization energies in a nanoscale CMOS channel", Nature nanotechnology, r. 5. 2. c. 133—137, 2010.

[86] K. Y. Tan, K. W. Chan, M. Mottonen h ^p., "Transport spectroscopy of single phosphorus donors in a silicon nanoscale transistor", Nano letters, t. 10, № 1, c. 11—15, 2009.

[87] M. Tabe, D. Moraru, M. Ligowski h ^p., "Single-electron transport through single dopants in a dopant-rich environment", Physical review letters, t. 105, № 1, c. 016 803, 2010.

[88] T. Matsukawa, T. Fukai, S. Suzuki h ,np., "Development of single-ion implantation^controllability of implanted ion number", Applied surface science, t. 117, c. 677—683, 1997.

[89] T. Shinada, A. Ishikawa, M. Fujita h ,np., "Influence of secondary electron detection efficiency on controllability of dopant ion number in single ion implantation", Japanese journal of applied physics, t. 38, № 6R, c. 3419, 1999.

[90] T. Shinada, T. Kurosawa, H. Nakayama h ,np., "A reliable method for the counting and control of single ions for single-dopant controlled devices", Nanotechnology, t. 19, № 34, c. 345 202, 2008.

[91] M. Fuechsle, J. A. Miwa, S. Mahapatra h ,np., "A single-atom transistor", Nature nanotechnology, t. 7, № 4, c. 242 246. 2012.

[92] J. Lyding, T.-C. Shen, J. Hubacek h ^p., "Nanoscale patterning and oxidation of H-passivated Si (100)-2x 1 surfaces with an ultrahigh vacuum scanning tunneling microscope", Applied Physics Letters, t. 64, № 15, c. 2010—2012, 1994.

[93] S. R. Schofield, N. J. Curson, O. Warschkow h ^p., "Phosphine dissociation and diffusion on Si (001) observed at the atomic scale", The Journal of Physical Chemistry 5, t. 110, № 7, c. 3173^3179, 2006.

[94] E. Prati h T. Shinada, Single-atom, nanoelectronics. Pan Stanford Publishing, 2013.

[95] G. C. Tettamanzi, S. J. Hile, M. G. House h ^p., "Probing the Quantum States of a Single Atom Transistor at Microwave Frequencies", ACS Nano, 2016.

[96] A. Laucht, R. Kalra, S. Simmons h ^p., "A dressed spin qubit in silicon", Nature Nanotechnology, 2016.

[97] Y. Takahashi, M. Nagase, H. Namatsu h ^p., "Fabrication technique for Si single-electron transistor operating at room temperature", Electronics Letters, t. 31, № 2, c. 136^137, 1995.

[98] K. Matsumoto, M. Ishii, K. Segawa h ^p., "Room temperature operation of a single electron transistor made by the scanning tunneling microscope nanooxidation process for the TiO x/Ti system", Applied Physics Letters, t. 68, № 1, c. 34—36, 1996.

[99] H. W. C. Postma, T. Teepen, Z. Yao h ^p., "Carbon nanotube single-electron transistors at room temperature", Science, t. 293, № 5527, c. 76—79, 2001.

[100] A. Stepanov, E. Soldatov h O. Snigirev, "Formation of molecular transistor electrodes by electromigration", b International Conference on Micro-and Nano-Electronics 2009, International Society for Optics h Photonics, 2009, c. 752 112—752 112.

[101] M. Trouwborst, S. Van Der Molen h B. Van Wees, "The role of Joule heating in the formation of nanogaps by electromigration", Journal of Applied Physics, t. 99, № 11, c. 114316, 2006.

[102] G. Esen h M. Fuhrer, "Temperature control of electromigration to form gold nanogap junctions", Applied Physics Letters, t. 87, № 26, c. 263101, 2005.

[103] A. Gangulee h F. d'Heurle, "The activation energy for electromigration and grain-boundary self-diffusion in gold", Scripta Metallurgies, t. 7, № 10, c. 1027—1030, 1973.

[104] A. Stepanov, E. Soldatov h O. Snigirev, "Fabrication of integrated electrodes of molecular transistor by lithographic techniques and electromigration", b International Conference on Micro-and Nano-Electronics 2012\ International Society for Optics h Photonics, 2013, c. 87000C^87000C.

[105] J. Siewenie h L. He, "Characterization of thin metal films processed at different temperatures", Journal of Vacuum, Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films, t. 17, № 4, c. 1799^1804, 1999.

[106] J. De Vries, "Temperature and thickness dependence of the resistivity of thin polycrystalline aluminium, cobalt, nickel, palladium, silver and gold films", Thin Solid Films, t. 167, № 1-2, c. 25^32, 1988.

[107] R. C. Munoz, C. Arenas, G. Kremer h L. Moraga, "Surface roughness and surface-induced resistivity of gold films on mica: influence of the theoretical modelling of electron-surface scattering", Journal of Physics: Condensed Matter, t. 12, № 24, c. L379, 2000.

[108] D. Porath, E. Bar-Sadeh, M. Wolovelsky и др., "Annealing study of gold films using scanning tunneling microscopy", Journal of Vacuum, Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films, т. 13, № 3, с. 1165—1170, 1995.

[109] A. Kyтуров. E. Солдатов, Л. Полякова и др., "Наночастицы Аи на атомарно-гладкой поверхности пленок золота", Неорганические материалы, т. 47, № 9, с. 1047—1051, 2011.

[110] R. Landauer, "Spatial variation of currents and fields due to localized scatterers in metallic conduction", IBM Journal of Research, and Development, т. 1, № 3, с. 223-231, 1957.

[111] N. Agrait, A. L. Yeyati и J. M. Van Ruitenbeek, "Quantum properties of atomic-sized conductors", Physics Reports, т. 377, № 2, с. 81—279, 2003.

[112] J. G. Simmons, "Generalized formula for the electric tunnel effect between similar electrodes separated by a thin insulating film", Journal of applied physics, т. 34, № 6, c. 1793—1803, 1963.

[113 ]--, "Electric tunnel effect between dissimilar electrodes separated by a thin

insulating film", Journal of applied physics, т. 34, № 9, с. 2581—2590, 1963.

[114] M. Payne и J. Inkson, "Measurement of workfunctions by tunnelling and the effect of the image potential", Surface science, т. 159, № 2-3, с. 485 495. 1985.

[115] R. H. Fowler и L. Nordheim, "Electron emission in intense electric fields", в Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, The Royal Society, т. 119, 1928, с. 173—181.

[116] A. Mangin, A. Anthore, M. Delia Rocca и др., "Reduced work functions in gold electromigrated nanogaps", Physical Review В, т. 80, № 23, с. 235 432, 2009.

[117] F. Schulte, "A theory of thin metal films: electron density, potentials and work function", Surface Science, т. 55, № 2, с. 427^444, 1976.

[118] S. Meepagala и F. Real, "Detailed experimental investigation of the barrier-height lowering and the tip-sample force gradient during STM operation in air", Physical Review В, т. 49, № 15, с. 10 761, 1994.

[119] G. Binnig, H. Rohrer, C. Gerber h E. Weibel, "Tunneling through a controllable vacuum gap", Applied Physics Letters, t. 40, № 2, c. 178—180, 1982.

[120] O. Y. Kolesnychenko, O. Shklyarevskii h H. Van Kempen, "Giant influence of adsorbed helium on field emission resonance measurements", Physical review letters, t. 83, № 11, c. 2242, 1999.

[121] L. Olesen, M. Brandbyge, M. R. S0rensen h ,np., "Apparent barrier height in scanning tunneling microscopy revisited", Physical review letters, t. 76, № 9, c. 1485, 1996.

[122] A. Ennos, "The origin of specimen contamination in the electron microscope", British Journal of Applied Physics, t. 4, № 4, c. 101, 1953.

[123] J. Wardell, "Preparation of thiols", The Thiol Group: Volume 1 (1974), c. 163—269, 1974.

[124] H. B. Akkerman, P. W. Blom, D. M. De Leeuw h B. De Boer, "Towards molecular electronics with large-area molecular junctions", Nature, t. 441, № 7089, c. 69—72, 2006.

[125] T. Jones, "Electromechanics of particles, Cambridge Univ", Press, Cambridge, 1995.

[126] A. Einstein, Investigations on the Theory of the Brownian Movement Courier Corporation, 1956.

[127] V. Krupenin, V. Zalunin h A. Zorin, "The peculiarities of single-electron transport in granular Cr films", Microelectronic engineering, t. 81, № 2, c. 217—221, 2005.

[128] Y. Gerasimov, V. Shorokhov h O. Snigirev, "Electron Transport Through Thiolized Gold Nanoparticles in Single-Electron Transistor", Journal of Superconductivity and Novel Magnetism,, t. 28, № 3, c. 781—786, 2015.

[129] D. L. Klein, R. Roth, A. K. Lim h ^p., "A single-electron transistor made from a cadmium selenide nanocrystal", Nature, t. 389, № 6652, c. 699—701, 1997.

[130] T. Li, Y. A. Pashkin, O. Astafiev h ,np., "Low-frequency charge noise in suspended aluminum single-electron transistors", Applied Physics Letters, t. 91, № 3, c. 033107, 2007.

[131] С. Амитонов, Д. Преснов и В. Крупенин, "Кремниевый транзистор с ка-налом-нанопроводом из неравномерно легированного кремния на изоляторе.", Радиотехника, т. 5, 2013.

[132] А. В. Zorin, F.-J. Ahlers, J. Niemeyer и др., "Background charge noise in metallic single-electron tunneling devices", Physical Review В - Condensed Matter and Materials Physics, т. 53, № 20, с. 13 682^13 687, 1996.

[133] V. О. Zalunin, V. A. Krupenin, S. A. Vasenko и A. B. Zorin, "Simulation of single-electron transport processes in thin granulated chromium films", JETP Lett., т. 91, № 8, c. 402 406. 2010. url: http://dx.doi.org/10.1134/ S0021364010080084.

[134] V. A. Krupenin, A. B. Zorin, M. N. Savvateev и др., "Single-electron transistor with metallic microstrips instead of tunnel junctions", J. Appl. Phys., т. 90, 5, c. 2411 2415. 2001. url: http://scitation.aip.org/content/ aip/journal/jap/90/5/10.1063/1.1389758.

[135] K. Thompson, P. L. Flaitz, P. Ronsheim и др., "Imaging of arsenic Cottrell atmospheres around silicon defects by three-dimensional atom probe tomography", Science, т. 317, № 5843, с. 1370 1374. 2007.

[136] M. Usman, J. Bocquel, J. Salfi и др., "Spatial metrology of dopants in silicon with exact lattice site precision", Nature nanotechnology, т. 11, с. 763—768, 9 2016.

[137] M. Gasseller, M. DeNinno, R. Loo и др., "Single-electron capacitance spectroscopy of individual dopants in silicon", Nano Lett., т. 11, № 12, с. 5208—5212, 2011.

[138] S. M. Sze и К. К. Ng, Physics of semiconductor devices. John Wiley & Sons, 2006.

[139] L. P. Kouwenhoven, D. Austing и S. Tarucha, "Few-electron quantum dots", Reports on Progress in Physics, т. 64, № 6, с. 701, 2001.

[140] H. Sellier, G. P. Lansbergen, J. Саго и др., "Transport spectroscopy of a single dopant in a gated silicon nanowire", Phys. Rev. Lett., т. 97, № 20, с. 206 805^ 206 808, 2006. url: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.97.206805.

[141] D. Moraru, A. Samanta, T. Mizuno и др., "Transport spectroscopy of coupled donors in silicon nano-transistors", Sci. Rep., т. 4, № 6219, с. 1—6, 2014.

[142] K. Yokoi, D. Moraru, T. Mizuno h M. Tabe, "Electrical control of capacitance dispersion for single-electron turnstile operation in common-gated junction arrays", Journal of Applied Physics, t. 108, № 5, c. 053 710, 2010.

[143] E. Hamid, D. Moraru, J. C. Tarido h ,np., "Single-electron transfer between two donors in nanoscale thin silicon-on-insulator field-effect transistors", Applied Physics Letters, t. 97, № 26, c. 262 101, 2010.

[144] J. R. Conrad, J. Radtke, R. Dodd h ^p., "Plasma source ion-implantation technique for surface modification of materials", Journal of Applied Physics, t. 62, № 11, c. 4591—4596, 1987.

[145] M. Klymenko, S. Rogge h F. Remacle, "Multivalley envelope function equations and effective potentials for phosphorus impurity in silicon", Physical Review B, t. 92, № 19, c. 195 302, 2015.

[146] J. K. Gamble, N. T. Jacobson, E. Nielsen h ^p., "Multivalley effective mass theory simulation of donors in silicon", Physical Review B, t. 91, № 23, c. 235 318, 2015.

[147] M. Y. Fathany, S. Fuada, B. L. Lawu h ^p., "Modelling and simulation of parallel triangular triple quantum dots (TTQD) by using SIMON 2.0", bAIP Conference Proceedings, AIP Publishing, t. 1725, 2016, c. 020 018.

[148] M. Niklas, A. Trottmann, A. Donarini h M. Grifoni, "Fano stability diagram of a symmetric triple quantum dot", arXiv preprint arXiv:1610.0844Z 2016.

[149] M. Kotzian, F. Gallego-Marcos, G. Platero h R. Haug, "Channel blockade in a two-path triple-quantum-dot system", Physical Review B, t. 94, № 3, c. 035 442, 2016.

[150] J. Lekner, "Capacitance coefficients of two spheres", Journal of Electrostatics, t. 69, № 1, c. 11—14, 2011.

[151] D. E. Presnov, S. V. Amitonov, P. A. Krutitskii h ,np., "A highly pH-sensitive nanowire field-effect transistor based on silicon on insulator", Beilstein journal of nanotechnology, t. 4, № 1, c. 330—335, 2013.

[152] V. Shorokhov, D. Presnov, S. Amitonov h ,np., "Single-electron tunneling through an individual arsenic dopant in silicon", Nanoscale, r. 9. ..Vo 2. c. 613— 620, 2017.